Detail předmětu

Struktura a vlastnosti polymerních materiálů

FCH-MCO_SVPAk. rok: 2013/2014

Předmět navazuje na základní znalosti z oblasti makromolekulární chemie a stavby materiálů včetně polymerů. Je zaměřený na hlubší vysvětlení a pochopení struktury polymerů od úrovně molekulární po nadmolekulární a jejích projevů na výsledné vlastnosti. Protože struktura materiálu řídí jeho vlastnosti, je měření vlastností polymerů zpětnou vazbou ke struktuře a poznání struktury pak může vést k „šití polymerů na míru“. Probírané jsou vybrané metody přímého zobrazení a nepřímého určení nadmolekulární struktury spolu se základními metodami pro určení složení a identifikace polymerů. Vyložený je princip metod, postup vhodné přípravy vzorků k pozorování a měření, správné nastavení podmínek měření a správná interpretace získaných dat a to na příkladech.
Protože na předmět bezprostředně navazuje „Praktikum z instrumentální a strukturní analýzy“, odpovídá tomu mírně zpřeházené pořadí témat přednášek, protože pro praktikum je třeba nejdříve vytvořit teoretický základ.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Výsledky učení předmětu

Schopnost studenta interpretovat nadmolekulární strukturu polymerů získanou ve vědecké i technické praxi běžně užívanými mikroskopickými technikami, odvodit nadmolekulární strukturu z nepřímých metod, schopnost určit krystalický podíl semikrystalických polymerů, znalost základních metod pro určení struktury včetně složení polymerů a jejich identifikace a pochopení důležitosti správné přípravy vzorků k měření a vlivu podmínek na výstupy měření.

Prerekvizity

Makromolekulární chemie, Struktura materiálů, Struktura a vlastnosti makromolekul, Instrumentace v materiálovém inženýrství.

Korekvizity

Na znalosti získané v tomto předmětu do velké míry další semestr navazuje „Praktikum ze struktury a vlastností polymerů“.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Na ústní zkoušku může student přijít až po odevzdání dvou dílčích písemných testů/úkolů zadaných v průběhu semestru.
Výslednou známku ze 30 % tvoří hodnocení testů/úkolů a ze 70 % hodnocení odpovědí na tři otázky při ústní zkoušce z témat v rozsahu odpovídající přednáškám.


Osnovy výuky

1. Morfologie polymerů – samostatný vědní obor. Nadmolekulární struktura polymerů, detailně polypropylenu, a její zobrazení pomocí polarizační optické mikroskopie.
2. Metody odkrytí nadmolekulární struktury; konfokální laserová rastrovací mikroskopie.
3. Polymery a diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC).
4. Polymery a infračervená spektroskopie (FTIR).
5. Polymery a Ramanova spektroskopie.
6. Molekulární struktura polymerů.
7. Polymery a termogravimetrie (TGA)
8. Polymery a termomechanická analýza (TMA).
9. Morfologie kapalných krystalů, polymerních směsí, kopolymerů a kompozitů.
10. Ultrafialovo-viditelná spektroskopie (UV-VIS) polymerů.
11. Polymery a dynamicko-mechanická analýza (DMA)
12. Polymery a rentgenová difrakce (XRD).
13. Morfologie spojená s deformací a lomem, důsledky morfologie na vlastnosti polymerů.

Učební cíle

Cílem předmětu je poznat a pochopit metody pro určení struktury včetně složení a identifikace polymerních materiálů, protože vlastnosti materiálů jsou „otiskem“ jejich struktury. Poznání metod pak implikuje schopnost vybrané metody aplikovat. Nedílnou součástí je správná interpretace dat, což souvisí s typem makromolekul/řetězců a podmínkami zpracování.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Není, ale účast na přednáškách se doporučuje.

Základní literatura

Ehrenstein, GW. Polymeric Materials : Structure – Properties – Applications. Munich : Carl Hanser Verlag, 2001. 279 p. ISBN 3-446-21461-5. (CS)
Ehrenstein, GW, Riedel, G, Trawiel, P: Thermal Analysis of Plastics: Theory and Practice. Hanser Gardner Publications, Cincinnati 2004. (CS)
Characterization and analysis of polymers. 1. Edition. Canada, New Jersey : Wiley, John & Sons, Incorporated, 2008. 977 p. ISBN: 978-0-470-23300-9. (CS)
Lednický, František. Mikroskopie a morfologie polymerů : Díl 1. Mikroskopie polymerů a preparační techniky. 1. vyd. Liberec : Fastr typo-tisk, 2009. 71 s. ISBN 978-80-7372-486-3. (CS)
Lednický, František. Mikroskopie a morfologie polymerů : Díl 2. Morfologie polymerů. 1. vyd. Liberec : Fastr typo-tisk, 2009. 97 s. ISBN 978-80-7372-486-3.3. (CS)
Menard, KP: Dynamic Mechanical Analysis: A Practical Introduction to Techniques and Applications. CRC Press, Boca Raton 1999. (CS)
Woodward, AE. Atlas of Polymer Morphology. USA : Oxford University Press, 1989. 544 p. ISBN 978-0195207583. (CS)
Woodward, AE. Understanding Polymer Morphology. USA, New Yourk : Hanser Gardner Publications, 1995. 130 p. ISBN 978-1569901410. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_CHM magisterský navazující

    obor NPCO_CHM , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program NKCP_CHM magisterský navazující

    obor NKCO_CHM , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program NPCP_MA magisterský navazující

    obor NPCO_MA , 1 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor