C4120 Makromolekulární chemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2021
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Út 15:00–16:50 B11/335
Předpoklady
( C3022 Organická chemie II/1 && C3040 Organická chemie II/2 )|| C3050 Organická chemie II
organická chemie, fyzikální chemie, fyzika
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 15 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Po absolvování tohoto předmětu získá student základní znalosti z oboru polymerní chemie. Na základě nabytých informací bude schopen řešit problémy s oblastí:struktura a názvosloví polymerů, molekulární hmotnost a distribuce makromolekul, vztahy mezi strukturou polymerů a jejich vlastnostmi, termodynamické podmínky vzniku makromolekul; typy polymerizačních reakcí, kinetika a způsoby přípravy polymerů.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- definovat základní pojmy z oblasti makromolekulární chemie;
- popsat typy přípravy polymerů na základě jejich reakčního mechanismu nebo jejich průmyslového provedení;
- definovat základní vlatvosti polymerů včetně jejich morfologie;
- prokázat znalost základních typů polymerů včetně jejich syntézy, vlastností a použití;
Osnova
  • 1. Úvod, základní pojmy, historie, nomenklatura polymerů, směry ve vývoji makromolekulární chemie, podmínky pro vznik makromolekuly, konstituce, konfigurace a konformace polymerů. 2. Charakteristické vlastnosti makromolekulárních látek, číselně a hmotnostně střední molekulová hmotnost, polymerizační stupeň, distribuční křivka, metody měření molekulových hmotností polymerů. 3. Termické chování polymerů, teplota skelného přechodu, fyzikální a skupenské stavy, viskoelasticita, morfologie polymerů, amorfní a krystalické fáze a metody jejich stanovení. 4. Syntéza makromolekulárních látek, podmínky vzniku makromolekuly, funkčnost monomerů, základní charakteristiky stupňových a řetězových polymerizací, jejich odlišnosti, příklady typických zástupců polymerizačních reakcí. 5. Polykondenzace, mechanismus, destrukční procesy, distribuce molárních hmotností, kinetika polykondenzace, rovnováhy, způsoby provádění polykondenzace, polykondenzace vícefunkčních látek. 6. Polymery připravované polykondenzací: polyestery, polyamidy, fenol-, močovino- a melamino formaldehydové pryskyřice, polysiloxany. Polyadice, mechanismus, charakteristické znaky, polymery připravované polyadicí: polyurethany, epoxidové pryskyřice. 7. Radikálové polymerizace, mechanismus, iniciace, propagace, terminace, přenosové reakce, inhibitory a retardéry, kinetika radikálové polymerizace, gelový efekt, kopolymerizace. 8. Způsoby provádění řetězových polymerizací: bloková, roztoková, suspenzní a emulzní polymerizace. 9. Kationtová a aniontová polymerizace, iniciátory, růst řetězce, terminace a přenos, živé polymery, iontové kopolymerizace, koordinační stereospecifické polymerizace, Ziegler-Nattovy katalyzátory. 10. Polymery řetězovou polymerizací: polyethylen, polypropylen, polystyren, polyvinylchlorid, polytetrafluoroethylen, polyvinylalkohol, polyvinylacetát, polymethylmethakrylát, atd.(postup výroby, vlastnosti a aplikace). 11. Kopolymery: butadien-styrenový kaučuk, butadienakrylonitrilový kaučuk, houževnatý polystyren, kopolymery styren-akrylonitryl, ABS, (postup výroby, vlastnosti a aplikace). 12. Přírodní polymery: polysacharidy: celulosa, škrob, hemicelulosy, lignin, polypreny přírodní kaučuk, gutaperča, polypeptidy typy bílkovin; polymery využívané v lékařství. 13. Polymerní gely, vznik a struktura sítě, sol/gel, charakterizace gelů; biokompatibilní hydrogely vycházející z akrylátů a methakrylátů (HEMA, GMMA, AAm, MA a další). 14. Vlastnosti hydrogelů: botnací a optické způsoby jejich stanovení; mechanické vlastnosti a způsoby jejich stanovení; syntéza monomerů; silikonhydrogely.
Literatura
  • I.Prokopová, Makromolekulární chemie, VSCHT Praha, 2004.
  • L. Mleziva, J. Kálal, Základy makromolekulární chemie. SNTL/Alfa, 1986.
  • ELIAS, Hans-Georg. Macromolecules. Weinheim: Wiley-VCH, 2005, xxxii, 666. ISBN 3527311726. info
  • ELIAS, Hans-Georg. Macromolecules. Weinheim: Wiley-VCH, 2007, xxviii, 63. ISBN 9783527311736. info
  • ELIAS, Hans-Georg. Macromolecules. Weinheim: Wiley-VCH, 2009, xxxiv, 693. ISBN 9783527311750. info
  • ELIAS, Hans-Georg. Macromolecules. Weinheim: Wiley-VCH, 2008, xxxiv, 665. ISBN 9783527311743. info
  • M.-P. Stevens, Polymer Chemistry: An Introduction, Oxford University Press 1999.
  • M. Kučera, Makromolekulární chemie. Synthesa makromolekul, VUTIUM,VUT Brno 1999.
  • H.-G. Elias, An Introduction to Polymer Science, Weinheim 1997.
  • P. Munk, Introduction to Macromolecular Science, John Wiley&Sons, 1989.
Výukové metody
Přednáška
Metody hodnocení
Nejdříve je závěrečný písemný test. Ten se skládá z 10 až 20 otázek a student musí mít nejméně 50% správných odpovědí,aby mohl být připuštěn k ústní zkoušce. Ústní zkouška trvá 30 minut.
Navazující předměty
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2000, podzim 2010 - akreditace, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.