C6815 Polymer Structure and Properties

Faculty of Science
Spring 2003
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)
Ing. Antonín Sikora, CSc. (lecturer)
Guaranteed by
prof. RNDr. Milan Potáček, CSc.
Chemistry Section – Faculty of Science
Contact Person: prof. RNDr. Milan Potáček, CSc.
Prerequisites
Knowledge of organic, physical and 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
The lecture is acquainting students with polymer structure, metheods of structure elucidation and its reflex in physical and useful properties and their elucidation.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Úvod do studia předmětu; Struktura a vlastnostnosti polymerů. Vznik polymerů, zvláštnosti jejich struktury, strukturní proměnné. Molekulární a mezimolekulární vazby. Vlastnosti polymerů. Formy vztahů mezi vlastnostmi a strukturou. Nomenklatura polymerů. 2. Molekulová hmotnost. Metody stanovení molekulové hmotnosti: viskozimetrie, sedimentační rovnováha, gelová permeační chromatografie, rozptyl světla, osmometrie, chemické metody. Vliv molekulových hmotností na vlastnosti polymerů. 3. Polydisperzita makromolekulárních soustav. Diferenciální a integrální distribuční křivky. Teoretický tvar distribučních křivek. Metody stanovení distribučních křivek. Průměry molekulové hmotnosti a metody stanovení. Distribuce a vlastnosti polymerů. 4. Konstituce polymerů. Konstituční a stavební jednotka. Spojování stavebních jednotek Polymery lineární, rozvětvené, zesítěné. Kopolymery alternující, statistické, blokové, roubované. Konfigurace polymerů. Konfigurační symetrie - ataktické a stereoregulární struktury. Metody stanovení konstituce a konfigurace polymerů. 5. Konfigurace a konformace polymerního řetězce. Primární vazby, valenční úhly. Trans a gauche konformace rotačních izomerů. Statistické klubko. Distribuce vzdálenosti konců volně skloubeného řetězce. Způsoby stanovení rozměrů klubka. Vliv struktury na rozměry statistického klubka. 6. Roztoky polymerů. Ideální roztok. Odchylky polymerních roztoků od ideálního chování. Floryho-Hugginsova rovnice. Aplikace Flory Hugginsovy rovnice při chování roztoků polymerů. Meze platnosti a novější přístupy. 7. Fyzikální stavy polymerů. Plastický, kaučukový, krystalický, sklovitý stav. Fázové přechody; teplota tání, skelného přechodu a tečení. Vliv strukturních faktorů na teplotu Tg a Tm. Účinek změkčovadel. Metody stanovení Tg a Tm. Viskoelastický stav polymerů. Vlastnosti a chování polymerů ve viskoelastickém a ve sklovitém stavu. 8. Polymery v krystalické fázi. Krystalická fáze, krystalové mřížky a uspořádanost. Podmínky vzniku krystalické fáze, Vlivy struktury. Krystalisace z taveniny, z roztoku. Popis kinetiky krystalisace. Metody studia krystalické fáze. Nadmolekulární struktura a morfologie polymerů. Krystalinita. Vztah mezi stupněm krystalinity, strukturou, a vlastnostmi polymeru. Metody studia nadmolekulární struktury. 9. Polymerní sítě. Způsoby výstavby sítí. Nahodilé síťování lineárních polymerů. Bod gelace, změny molekulové hmotnosti před bodem gelace. Závislost obsahu solu na stupni zesítění. Gely. Popis struktury sítí. Metody analysy sítí. Elasticita sítí. 10. Přehled nejčastěji užívaných syntetických polymerních materiálů. Rozdělení, struktura, vlastnosti. Oblasti aplikace synthetických polymerních materiálů. Zajištění potřeb aplikace výběrem či úpravou struktury. 11. Struktura a vlastnosti přírodních polymerů. Přehled struktury a vlastností základních představitelů biopolymerů: polypreny, polysacharidy, proteiny, polynukleotidy. Zvláštnosti struktury přírodních polymerů. 12. Změny struktury při stárnutí a zpracování polymerů. Termická, termooxidační, fotooxidační, jiné destrukce makromolekul. Změny chemické struktury: depolymerace, degradace, síťování. Vliv na fyzikálně mechanické vlastností. Praktické důsledky. Problémy likvidace plastů. 13. Kombinační přístup při hodnocení struktury a vlastností plastů. Příklady z praktické činnosti výzkumných pracovišť. 14. Souhrn předmětu a doplňky o to co se nevešlo do schematu. Závěrečná diskuse.
Literature
  • H.-G. Elias, An Introduction to Polymer Science, Weinheim 1997
  • J. Pouchly, Fyzikalni chemie makromolekularnich a koloidnich soustav, VSCHT Praha, 1998
  • L. Mleziva, J Kalal, Zaklady makromolekularni chemie. SNTL/Alfa, 1986
  • P. Munk, Introduction to Macromolecular Science, John Wiley&Sons, 1989
Assessment methods (in Czech)
Přednáška s praktickými ukázkami.
Language of instruction
Czech
Further Comments
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 Spring 2008 - for the purpose of the accreditation, Spring 2011 - only for the accreditation, Spring 2002, Spring 2004, Spring 2005, Spring 2006, Spring 2007, Spring 2008, Spring 2009, Spring 2010, Spring 2011, spring 2012 - acreditation.
  • Enrolment Statistics (Spring 2003, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/spring2003/C6815