C7930 Syntézy polymerů

Faculty of Science
Autumn 2006
Extent and Intensity
2/0/0. 2 credit(s) (fasci plus compl plus > 4). Recommended Type of Completion: zk (examination). Other types of completion: k (colloquium).
Teacher(s)
doc. RNDr. Jaroslav Petrůj, CSc. (lecturer), prof. RNDr. Milan Potáček, CSc. (deputy)
Guaranteed by
doc. RNDr. Jaroslav Petrůj, CSc.
Department of Chemistry – Chemistry Section – Faculty of Science
Prerequisites
Knowledge of organic and physical chemistry and basic knowledge of macromolecular chemistry
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives
Introduction. Monomers. Initiation reactions. Propagation. Radical polymerization. Anionic polymerization. Cationic polymerization. Coordination polymerization. Copropagation and copolymers. Termination reactions and transfer. Polymerization kinetics. Chain reactions. Polycondensation, multiple polyaddition. Macromonomers. Molecular weights and their distribution. Methods of the research. Chemical reactions of polymers. Important polymers from the viewpoint of their production, properties and application fields.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Úvod (historie, specifikace vlastností makromolekulárních látek). Přírodní polymery (typy a zdroje, modifikace). Syntetické polymery (charakterizace podmínek syntézy). Monomery (třídění a vztah mezi strukturou a způsobem polymerace). Mechanismy polymerací a elementární děje při syntéze polymerů při radikálových, iontových a koordinačních polymeracích. Zdroje a způsoby syntézy monomerů. Laboratorní postupy při studiu syntézy polymerů. Průmyslové způsoby syntézy polymerů a trendy jejich rozvoje. 2. Základní poznatky o polymeracích. Obecné schema a jeho varianty. Dílčí děje. Druhy polymerací a způsoby jejich vedení. Polymerce homogenní, heterogenní, srážecí. Polymerace radikálové, iontové, koordinační. Polymerace v bloku (kapalné či pevné fázi), roztokové v suspensi v emulsi. Zvláštní druhy polymerací. Monomery. Význam C, Si, H a v menší míře O, N (P), S pro vznik polymeru. Monomery s násobnými vazbami, cyklické monomery. Struktura monomerů a způsob jejich polymerace. Donor-akceptorové vlastnosti monomerů, komplexy monomerů, reaktivita monomerů. 3. Iniciace a katalyza růstu makromolekul. Iniciace polymerů radikálových: vznik primárních radikálů, chování primárních radikálů, účinnost iniciace. Iniciace polymerací iontových. Vznik iniciujících aniontů, kationtů. Katalýza růstu řetězců při polymeracích koordinačních. Katalyzátory Zieglerovy - Nattovy; Philipsovy nosičové katalyzátory. Vzikající donor - akceptorové komplexy. 4. Aktivní centra polymerací radikálových, iontových, koordinačních. Reaktivita radikálu, horké radikály. Karboniové ionty, karboniová centra, oxoniová centra. Karbanionty. Zwitterionty. Radikalionty. Koordinční centra. Pevné, rozpustné Zieglerovy - Nattovy katalyzátory. Transformace center. 5. Propagace. Podmínky propagace termodynamické, chemické, kinetické a vnější vlivy: mezní polymerační teplota, změna entropie, vliv tlaku, vizkozita polymeračního systému, důsledky vzniku polymeru, matriční efekt. Řízená propagace, stereospecifický růst. Polymerace stereoselektivní, stereoataktivní. Polymerace v emulzi. Mechanismus v propagaci. Adice, inzerce, koordinační inzerce. Polymerace otevíráním cyklu. Polymerace na aktivujících ligandech, cyklopolymerace, polymerace s aktivovaným monomerem, izomerační polymerace. Group-transer polymerace. Větvení a síťování. Depropagace. Propagace v živých systémech. 6. Kopropagace (kopolymerce). Druhy kopolymerací: statistická, periodická (alternující) bloková, roubovací. Kopolymerace statistické: kopolymerační rovnice, diagramy, parametry. Teorie a stanovení kopolymeračních parametrů. Distribuce monomerních jednotek v kopolymeru. Multisložková kopolymerace. Termodynamika, kinetika kopolymerace. Kopolynerace, při nichž vznikají alternující, blokové a roubované kopolymery. 7. Terminace. Zánik radikálů kombinací, disportiovací. Systémy s brzděnou terminací - gel efekt, zakotvené radikály. Inhilice, inhibitory, substituce. Nestacionární stavy radikálových polymerů, zastupující sektory. Končení iontových polymerací. Terminace za účasti protiiontů. Agregace center, neaktivní komplexy center. Končení koordinačních polymerů. Termince dory, zánikem vazby kov - polymer v aktivním centru, desaktivace katalyzátoru. Kinetika terminace. 8. Transfer. Obecná charakteristika přenosových testů. Retardace. Degradativní přenos. Větvení nebo síťování přenosem. Multifunkční přenašeče, přenos polymerace. Mechanismus nejčastějších přenosů při radikálových polymeracích. Přenosy při aniotových polymeracích, přenosy H-, H+ . Přenosy u kationtových a koordinačních polymerací. Kopolymerující přenašeče. Využití přenosů, regulace délky řetězců. Roubování přenosem. Vznik makromonomeru přenosem. 9. Kinetika. Polymerační rychlost. Kinetika ideálních radikálových polymerací. Reaktivita různě dlouhých radikálů. Kritika nestabilních radikálových polymerací. Rychlost živých iontových polymerací s rychlou nebo pomalou iniciací. Určení rychlosti propagace na volných iontech a iontových párech. Nestacionární polymerace. Kinetika koordinačních polymerací. 10. Distribuce molekulových hmotností produktů adičních polymerací. Střední polymerační stupeň číselný a hmotnostní. Distribuce délek řetězců vzniklých radikálovou polymerací. Molekulové hmotnosti produktů polymerací probíhajících s účastí přenosů. Mayova rovnice. Stanovení molekulových hmotností a jejich rozdělení. Rychlost živých polymerací a distribuční křivky molekulových hmotností jejich produktů. Makroionty. V důsledku vzniku a chování živých center. 11. Syntheza blokových kopolymerů a makromonomerů. Transformace center. Kompatibilizátory v blendech a kompozitech. Fyzikálně vulkanizující kaučuky. Vazebné molekuly. Syntheza roubovaných polymerů. Živé rovnovážné kopolymerace. 12.- 14. Inovace
Assessment methods (in Czech)
Výuka se provádí formou přednášky. Zkouška je písemná a ústní.
Language of instruction
Czech
Further comments (probably available only in Czech)
The course can also be completed outside the examination period.
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
The course is also listed under the following terms Autumn 2007 - for the purpose of the accreditation, Autumn 1999, Autumn 2010 - only for the accreditation, Autumn 2000, Autumn 2001, Autumn 2002, Autumn 2003, Autumn 2004, Autumn 2005, Autumn 2007, Autumn 2008, Autumn 2009, Autumn 2010, Autumn 2011 - acreditation.
  • Enrolment Statistics (Autumn 2006, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/autumn2006/C7930