Detail předmětu

Struktura a vlastnosti polymerních materiálů

FCH-MCO_SVPAk. rok: 2019/2020

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 nadmolekulární struktury a vybrané metody jejího nepřímého určení. Pozornost je zaměřena také na základní metody určení složení, ze kterého je možné strukturu odvodit. Vyložený je princip metod, postup vhodné přípravy vzorků k pozorování a měření, správné nastavení podmínek měření a správná interpretace získaných dat.
Protože na předmět bezprostředně navazuje „Praktikum z instrumentální a strukturní analýzy“ zaměřené na přímé a nepřímé určení nadmolekulární struktury, odpovídá tomu mírně zpřeházené pořadí témat, protože pro praktikum je třeba nejdříve vytvořit teoretický základ. Znalosti získané v tomto předmětu jsou také základem pro „Praktikum ze struktury a vlastností polymerů“ další semestr.

Výsledky učení předmětu

Schopnost studenta interpretovat nadmolekulární strukturu polymerů získanou ve vědecké praxi běžně užívanými mikroskopickými technikami, odvodit nadmolekulární strukturu z nepřímých metod, znát základní metody k určení struktury polymerů a výstupy z některých metod umět interpretovat, určit krystalický podíl semikrystalických polymerů a pochopit princip měření visko-elastických vlastností polymerů v pevné fázi.

Prerekvizity

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

Doporučená nebo povinná literatura

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)
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)
Woodward, AE. Understanding Polymer Morphology. USA, New Yourk : Hanser Gardner Publications, 1995. 130 p. ISBN 978-1569901410. (CS)
Woodward, AE. Atlas of Polymer Morphology. USA : Oxford University Press, 1989. 544 p. ISBN 978-0195207583. (CS)
Menard, KP: Dynamic Mechanical Analysis: A Practical Introduction to Techniques and Applications. CRC Press, Boca Raton 1999. (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

Absolvování/splnění 2 dílčích písemných testů nebo „domácích“ úkolů v průběhu semestru.
Ústní zkouška, které předchází písemný test splněný na 60 %.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. 1. Morfologie polymerů – samostatný vědní obor. Nadmolekulární struktura polymerů a její zobrazení pomocí polarizační optické mikroskopie.
2. Metody odkrytí nadmolekulární struktury a její zobrazení pomocí konfokální laserové 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. Molekulová hmotnost polymerů.
8. Polymery a termogravimetrie (TGA), polymery a termomechanická analýza (TMA).
9. Polymery a dynamicko-mechanická analýza (DMA).
10. Polymery a rentgenová difrakce (XRD).
11. UV-VIS polymerů, elastický a dynamický rozptyl světla.
12. Morfologie kapalných krystalů, polymerních směsí, kopolymerů a kompozitů.
13. Morfologie spojená s deformací a lomem, důsledky morfologie na vlastnosti polymerů.

Cíl

Cílem předmětu je pochopit, že skládání/uspořádání makromolekul v polymerním materiálu je řízeno mnoha faktory, z nichž zásadní je typ makromolekul/řetězců a podmínky zpracování, které udávají/řídí výsledné vlastnosti těchto materiálů a poznat přímé a nepřímé metody k určení struktury a základních vlastností polymerních materiálů, protože struktura udává vlastnosti a změna vlastností poukazuje na změnu struktury/složení.

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

Není, ale účast na přednáškách se doporučuje.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_CHM magisterský navazující

    obor NPCO_CHM , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

  • Program NKCP_CHM magisterský navazující

    obor NKCO_CHM , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor