Detail předmětu

Degradace, stabilizace a aditivace polymerů

FCH-MCO_DSAAk. rok: 2019/2020

Přednáška zahrnuje rozbor základních typů degradace polymerů z hlediska jejich mechanismů a kinetiky - termické degradace v inertním prostředí, termooxidační a fotooxidační degradace, biodegradace a chemická degradace. Zabývá se mechanismy a kinetickými aspekty inhibovaných oxidací, jednotlivými typy antioxidantů, světelných stabilizátorů a mechanismy jejich působení, mechanismem hoření polymerů a způsoby retardace. Z dalších přísad popisuje změkčovadla, mazadla, antistatika, nadouvadla, barviva, pigmenty, plniva, výztuže apod. Strategie vytváření kompletních aditivačních systémů, ekologické aspekty, recyklace, likvidace.

Výsledky učení předmětu

1) Znalost základních principů a mechanismů degradace syntetických polymerů
2) Znalost vlivů okolního prostředí určujícího životnost sysntetického polymeru
3) Znalost metod zkoušení a zkušebních podmínek polymerů vzhledem k jejich zamýšlené apliíkaci
4) Způsobilost provádět výběr polymerů vhodných pro aplikace v konkrétních podmínkách
5) Způsobilost navrhovat a hodnotit aditivační systémy
6) Orientace v technických možnostech použití nejpoužívanějších komoditních plastů

Prerekvizity

Zkouška z předmětu Makromolekulární Chemie, Organické Chemie

Doporučená nebo povinná literatura

Hawkins W.L.: Polymer Stabilization. Wiley-Interscience, New York 1972. (CS)
Pospíšil J.: Antioxidanty. Academia, nakladatelství Československé akademie věd, Praha 1968. (CS)
Scott G.: Mechanisms of Polymer Degradation and Stabilization. Elsevier S.P., Essex 1990. (CS)
Doležel B.: Koroze plastických hmot a pryže. Státní nakladatelství technické literatury, Praha 1960. (CS)
Gächter R., Müller H.: Plastics Additives Handbook. Carl Hanser Verlag, München 1993. (CS)

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

zkouška
1. část písemný test
2. část ústní zkouška

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Oxidační degradace polymerů - úvod do oboru
Definice základních pojmů, vlivy okolního prostředí, strukturní předpoklady polymerů, degradace polymerů v inertním prostředí, mechanismy vedoucí ke snížení molekulové hmotnosti
2. Mechanismus a kinetika řetězové oxidační degradace polymerů
Základní principy termoooxidačního štěpení syntetických polymerů, strukturní předpoklady
3. Degradace polymerů při zpracování
Specifika degradace při zpracování (stress, teplota, přístup kyslíku), vlivy zpracovatelského zařízení (typ extruderu), nastavení podmínek zpracování, vliv a další vlastnosti
4. Degradace polymerů UV zářením
Vlivy aplikačního prostředí zemské troposféry, charakteristické rysy, mechanismy fotooxidace, strukturní předpoklady polymerů
5. Fyzikální stárnutí polymerů
Časové změny v nadmolekulárním uspořádání makromolekul, změny vynucené vnějšími vlivy - koroze za napětí (stress-cracking)
6. Stabilizace plastů
Mechanismus a kinetika inhibovaná oxidace, antioxidanty (AO) a mechanismy jejich působení, aplikace AO v polymerech, světelné stabilizátory, mechanismy jejich působení, aplikace světelných stabilizátorů v polymerech
7. Aditivace plastů (mimo stabilizátorů)
Plastifikátory a lubrikační přísady, neutralizátory, antistatika a nadouvadla, plniva a výztuže pro polymery, fyzikální forma aditiv
8. Fyzikální chování aditiv v polymeru
Fyzikální vs. chemické, difúze, extrakce kapalinami, těkavost. Vliv fyzikálního chování na účinnost v polymeru
9. Parametry kvantifikující degradační změny
Vlastnosti odrážející degradační změny (zpracování, aplikace), způsoby měření, hodnocení rozsahu degradačních změn, mezinárodní a firemní standardy, smluvní definice stupně degradace
10. Technika a přístrojové vybavení pro akcelerované stárnutí
Laboratorní a povětrnostní zařízení pro stárnutí polymerů, způsoby urychlení vlivů okolního prostředí, rizika techniky a akcelerace
11. Predikce životnosti polymeru
Korelace výsledků akcelerovaného stárnutí s aplikační expozicí (termo- resp. fotooxidační), rizika nejistoty, typy životností
12. Hořlavost plastů
Mechanismus hoření polymerů, retardéry hoření, mechanismus jejich působení, způsoby měření hořlavosti, společenské aspekty
13. Koloristika
Způsoby kvantifikace barvy v barevném prostoru (koordináty L*,a*,b*, celková barevná odchylka delta E, yellowness index), barviva, pigmenty, změny barvy
14. Řízená degradace a degradovatelné polymery
Controlled rheology (CR-typy), polymery se strukturními předpoklady pro omezenou dlouhodobou stabilitu, prodegradační aditivace
15. Strategie a aspekty aditivace polymerů
Návrh aditivace ve vztahu k účelu a použití plastu, toxicita, obecný náhled vlivu na životní prostředí

Cíl

Cílem předmětu je úvod do oboru degradace a stability syntetických polymerů. Absolvováním předmětu dosáhne student základních znalostí chování běžných syntetických plastů vzhledem k podmínkách v nichž se vyskytují v reálném životě, tj při zpracování, koncové aplikaci a recyklaci. Cestouk pochopení jejich chování a možností je základní znalost jejich mechanismů degradace a možností účinné ochrany cestou stabilizace.

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

není

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NKCP_CHM magisterský navazující

    obor NKCO_CHM , 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

  • Program NPCP_CHM magisterský navazující

    obor NPCO_CHM , 2. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor