C4120 Makromolekulární chemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2007
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Milan Potáček, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. Ing. Vladimír Šindelář, Ph.D.
Rozvrh
St 9:00–10:50 A08/309
Předpoklady
C2120 && C3022 Organická chemie II && C3040 Organická chemie II-sem.
organická chemie, fyzikální chemie, fyzika
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Úvod do oboru makromolekulární chemie. Chemie a fyzika polymerů. Struktura a názvosloví polymerů. Přírodní a syntetické polymery. Molekulární hmotnost a distribuce makromolekul. Vztahy mezi strukturou polymerů a jejich vlastnostmi. Termodynamické podmínky vzniku makromolekul. Reakční kinetika a mechanismy přípravy. Polykondenzace, polyadice. Řetězové polymerace radikálové a iontové. Koordinační polymerace. Chemické reakce polymerů. Některé průmyslové polymery z hlediska jejich výroby, vlastností a aplikačních oblastí. Reologie a zpracování polymerů. Degradace a stabilizace polymerů. Kompozitní materiály s polymerní matricí.
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, končení řetězce, distibuční křivky, kinetika polykondenzace, rovnováhy, odstraňování nízkomolekulárních produktů, polykondenzace v roztoku, v tavenině a mezifázová polykondenzace, polykondenzace vícefunkčních látek. 6. Polymery připravované polykondenzací: polyestery, polyamidy, fenol- a močovino- formaldehydové pryskyřice, polysiloxany, polyamidy (postup výroby, vlastnosti a aplikace). 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, polymerizace do vyšších konverzí, gelový efekt, skelný 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, příklady iontových reakcí, iontové kopolymerizace, koordinační stereospecifické polymerizace. Ziegler-Nattovy katalyzátory. 10. Polymery připravované stupňovou polymerizací: polyethylen, polypropylen, polystyren, polyvinylchlorid, polytetrafluoroethylen, polyvinylalkohol, polyvinylacetát, polymethylmethakrylát, polyakrylonitril, polyethery, polybutadienový a polyisoprenový kaučuk (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: polynukleotidy, polysacharidy celulosa, škrob, hemicelulosy, lignin, polypreny přírodní kaučuk, gutaperča, polypeptidy typy bílkovin. 13. Speciální polymery, tepelně odolné polymery, elektrovodivé polymery, polymery využívané v lékařství, dendrimery, perspektiva využití polymerů. 14. Surovinové zdroje monomerů, zpracování ropy, zemního plynu a uhlí, příprava základních monomerů.
Literatura
  • I.Prokopová, Makromolekulární chemie, VSCHT Praha, 2004.
  • M.-P. Stevens, Polymer Chemistry: An Introduction, Oxford University Press 1999.
  • L. Mleziva, J. Kálal, Základy makromolekulární chemie. SNTL/Alfa, 1986.
  • 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.
Metody hodnocení
přednáška, písemná a ústní zkouška
Navazující předměty
Další komentáře
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 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 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.