Detail předmětu

Praktikum z instrumentální a strukturní analýzy - CHM

FCH-MCA_ISA_MAk. rok: 2019/2020

Praktické seznámení studentů se základními metodami odkrývání, pozorování a hodnocení nadmolekulární struktury polymerních materiálů. Praktikum slouží na seznámení se s vybranými metodami a poslední úloha je věnovaná samostatnému měření studentů. Zde studenti vyberou dvě vhodné metody pro charakterizaci jednoho typu termoplatického polymerního materiálu (žádná metoda není absolutní) a zvolí podmínky měření s ohledem na definovaný problém. Testovaný je vždy jeden materiál z průmyslu. Vybrané jsou metody mikroskopické, spektroskopické a termické analýzy. Důraz je kladen především na pochopení důležitosti správné přípravy vzorků, vhodného nastavení podmínek analýzy a správného vyhodnocení a interpretace naměřených dat, hodnocena je ale také ucelenost a srozumitelnost písemné zprávy z měření včetně typografických pravidel.

Výsledky učení předmětu

Schopnost studentů připravit vzorky pro pozorování na POM a CLSM, pro měření na DSC a FTIR-ATR, a pozorovanou morfologii a výstupy měření správně interpretovat.

Prerekvizity

Makromolekulární chemie, Struktura materiálů, Struktura a vlastnosti makromolekul, Polymerní materiály

Doporučená nebo povinná literatura

Ehrenstein G. W., Riedel G., Trawiel P.: Thermal Analysis of Plastics: Theory and Practice. Hanser Gardner Publications, Cincinnati 2004. (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)
EHRENSTEIN, GW. Polymeric Materials : Structure – Properties – Applications. Munich : Carl Hanser Verlag, 2001. 279 p. ISBN 3-446-21461-5. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Laboratorní cvičení - 4 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Klasifikovaný zápočet, který je udělen po:
- napsání dílčích testů ověřujících připravenost do praktika - 10 % klasifikace,
- absolvování všech úloh a odevzdání dílcích protokolů do 10. dne po konání praktika - tvoří 35 % klasifikace,
- absolvování samostatného měření a odevzdání závěrečné zprávy nejpozději v zápočtovém týdnu - tvoří 15 % klasifikace,
- úspěšném absolvování zápočtového testu (alespoň 60 %) - tvoří 40 % klasifikace.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1.
Úvod: Metody přímého a nepřímého pozorování nadmolekulární struktury polymerních amteriálů a jejich identifikace; vybrané metody pro praktika; průběh výuky; forma protokolu
2., 3.
Téma: Isotermická krystalizace vybraných termoplastů pozorovaná in-situ pod polarizačním optickým mikroskopem
Ověření znalostí na začátku praktika: Písemný test z morfologie polymerních materiálů a optické polarizační mikroskopie
Výstup: Protokol z měření
4., 5.
Téma: Chemické leptání vybraných termoplastů a pozorování odkryté morfologie na konfokálním laserovém rastrovacím mikroskopu
Ověření znalostí na začátku praktika: Písemný test z metod odkrývání nadmolekulární struktury polymerních materiálů a konfokální laserové rastrovací mikroskopie
Výstup: Protokol z měření
6., 7.
Téma: Diferenční kompenzační kalorimetrie (DSC): strukturní změny polyethylentereftalátu dané rychlostí chlazení taveniny; identifikace polymerních materiálů
Ověření znalostí na začátku praktika: Písemný test z DSC v oblasti polymerů
Výstup: Protokol z měření
8., 9.
Téma: Infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací v módu na průchod (FTIR) a na odraz (FTIR-ATR) vybraných polymerních materiálů a plniv; identifikace jednoho polymerního materiálu
Ověření znalostí na začátku praktika: Písemný test z (FTIR, FTIR-ATR) v oblasti polymerů
Výstup: Protokol z měření
10.
Téma: Reologie polymerních tavenin vybraných termoplastů
Ověření znalostí na začátku praktika: Písemný test z reologie tavenin polymerních materiálů
Výstup: Protokol z měření
11.–12.
Téma: Samostatné měření vybraných polymerních výrobků/materiálů z průmyslové praxe s cílem identifikace a/nebo posouzení rozdílu „dobrý-špatný“ s využitím metod odzkoušených v praktiku (studenti vyberou dvě metody a podmínky měření).
Výstup: Ucelená a srozumitelná zpráva z měření včetně dodržení formy (typografická pravidla a formátování).
13. Téma: Zápočtový test

Cíl

Cílem je pozorování a odvození nadmolekulání struktury vybraných polymerních materiálů z nepřímých metod měření a praktická demonstrace, že koncové vlastnosti polymerních materiálů jsou dané nadmolekulární strukturou, kterou je možné velmi snadno měnit např. podmínkami ohřevu a chlazení taveniny. Významnou částí je identifikace neznámých polymerních materiálů vybranými metodami.

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

Účast na cvičení je povinná. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možné nahradit s jinou studijní skupinou nebo v zápočtovém týdnu na konci semestru.
Teoretická připravenost studentů na danou úlohu je ověřována dílčími testy vždy na začátku praktika (10–12 otázek).
Protokoly jsou vyžadovány od každého studenta po každém praktiku dle instrukcí vyučujícího.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NKCP_CHM magisterský navazující

    obor NKCO_CHM , 1. ročník, zimní semestr, 3 kredity, povinný

  • Program NPCP_CHM magisterský navazující

    obor NPCO_CHM , 1. ročník, zimní semestr, 3 kredity, povinný

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1. ročník, zimní semestr, 3 kredity, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Laboratorní cvičení

52 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning