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

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