| Název předmětu | Charakterizace a analýza polymerů |
|---|---|
| Kód předmětu | UCHTML/C183 |
| Organizační forma výuky | Přednáška + Seminář |
| Úroveň předmětu | Magisterský |
| Rok studia | 2 |
| Semestr | Zimní |
| Počet ECTS kreditů | 6 |
| Vyučovací jazyk | Čeština |
| Statut předmětu | Povinný |
| Způsob výuky | Kontaktní |
| Studijní praxe | Nejedná se o pracovní stáž |
| Doporučené volitelné součásti programu | Není |
| Vyučující |
|---|
|
| Obsah předmětu |
|
Úvod: vymezení pojmů polymer a oligomer, neuniformita polymerů, molekulární a chemická struktura polymerů a její popis, fázové stavy polymerů a jejich popis a vlastnosti, modely polymerního řetězce - model náhodného letu, ekvivalentní a reálný řetězec, theta stav. Molární hmotnost polymerů a její popis: distribuční křivky a definice průměrů molární hmotnosti, vztah mezi číselnou a hmotnostní distribucí, empirické distribuční křivky, Floryho distribuce, distribuce při radikálových a aniontových polymeracích. Metody stanovení molární hmotnosti: membránová osmometrie, osmometrie v parní fázi, metoda koncových skupin, sedimentace v ultraodstředivce - princip jednotlivých metod, jejich výhody a omezení. Viskozimetrie zředěných roztoků: vnitřní viskozita, Markova-Houwinkova rovnice, Hugginsova rovnice. Rozptyl světla: princip metody, typy rozptylu světla, Zimmův diagram. Gelová permeační chromatografie (GPC): princip separace, kalibrace kolon a stanovení molekulárně hmotnostní distribuce, univerzální kalibrace, instrumentální vybavení. Kombinace gelové permerační chromatografie a rozptylu světla (GPC-MALS) - výhody proti klasickému použití obou technik a hlavní aplikace. Viskozitní detekce v gelové permeační chromatografii (GPC-VIS). Frakční srážení: omezení a aplikace metody. Charakterizace větvených polymerů: typy větvení, popis stupně větvení, metody stanovení větvení. Frakcionace tokem v poli (FFF): princip, různé typy, kombinace s rozptylem světla, porovnání FFF a GPC - výhody a omezení jednotlivých metod. Vliv molární hmotnosti na vlastnosti polymerů. Metody TREF a CRYSTAF: princip a aplikace. Dynamický rozptyl světla: stanovení velikosti částic. Stanovení vybraných fyzikálně-chemických veličin: hustota, povrchové napětí, sušina, popel. Kapalinová a plynová chromatografie: instrumentální vybavení, vyhodnocení získaných dat, aplikace, různé typy kapalinové chromatografie. Spektrální metody: infračervená spektroskopie, nukleární magnetická rezonance, Ramanova spektroskopie. Hmotnostní spektroskopie: princip a popis instrumentálního vybavení, metoda MALDI-TOF a její aplikace při studiu polymerů, možnosti a omezení metody, kombinace hmotnostní spektroskopie s kapalinovou chromatografií (LC-MS) a plynovou chromatografií (GC-MS). Rheologie tavenin a koncentrovaných roztoků polymerů: viskozita a tokové křivky, vliv teploty a molární hmotnosti na viskozitu. Diferenciální termická analýza (DTA), diferenciální kompenzační kalorimetrie (DSC), dynamická mechanická analýza (DMA): principy a hlavní aplikace. Závěrečný souhrn předmětu: přehled jednotlivých technik a jejich vzájemný vztah. Využití analytických a fyzikálních metod při výzkumu a výrobě polymerů. Strategie vedoucí k úspěšné analýze. Zkušební normy.
|
| Studijní aktivity a metody výuky |
| Monologická (výklad, přednáška, instruktáž) |
| Výstupy z učení |
|
Posluchači se v rámci předmětu seznámí se základními metodami používanými pro analýzu a charakterizaci syntetických a přírodních polymerů. Důraz je kladen především na analytické a fyzikálně-chemické metody používané výhradně v oblasti polymerní chemie.
Po absolvování předmětu by posluchač měl být schopen rychle zvládnout základní obsluhu analytických přístrojů používaných při analýze polymerů a základní interpretaci experimentálních dat. |
| Předpoklady |
|
Základy organické chemie a makromolekulární chemie.
|
| Hodnoticí metody a kritéria |
|
Ústní zkouška, Písemná zkouška
Student má prokázat základní znalost teorie a principů analytických metod používaných pro analýzu a charakterizaci polymerů s důrazem na analytické techniky používané specificky v oblasti polymerní chemie, tj. gelovou permeační chromatografii, viskozimetrii, rozptyl světla a další techniky stanovení molární hmotnosti. Dále je požadována znalost molekulární a chemické struktury polymerů a základní vztahy mezi strukturou a způsobem přípravy a strukturou a vlastnostmi syntetických polymerů. |
| Doporučená literatura |
|
| Studijní plány, ve kterých se předmět nachází |
| Fakulta | Studijní plán (Verze) | Kategorie studijního oboru/specializace | Doporučený semestr | |
|---|---|---|---|---|
| Fakulta: Fakulta chemicko-technologická | Studijní plán (Verze): Technologie výroby a zpracování polymerů (2016) | Kategorie: Technická chemie a chemie silikátů | 2 | Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní |
| Fakulta: Fakulta chemicko-technologická | Studijní plán (Verze): Technologie výroby a zpracování polymerů (2015) | Kategorie: Technická chemie a chemie silikátů | 2 | Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní |
| Fakulta: Fakulta chemicko-technologická | Studijní plán (Verze): Vlákna a textilní chemie (2013) | Kategorie: Technická chemie a chemie silikátů | 2 | Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní |
| Fakulta: Fakulta chemicko-technologická | Studijní plán (Verze): Vlákna a textilní chemie (2016) | Kategorie: Technická chemie a chemie silikátů | 2 | Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní |
| Fakulta: Fakulta chemicko-technologická | Studijní plán (Verze): Technologie výroby a zpracování polymerů (2013) | Kategorie: Technická chemie a chemie silikátů | 2 | Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní |
| Fakulta: Fakulta chemicko-technologická | Studijní plán (Verze): Vlákna a textilní chemie (2015) | Kategorie: Technická chemie a chemie silikátů | 2 | Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Zimní |