Předmět: Makromolekulární chemie

« Zpět
Název předmětu Makromolekulární chemie
Kód předmětu KCH/MMCH
Organizační forma výuky Přednáška
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 2
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Nuruyev Jiří, doc. Mgr. CSc.
Obsah předmětu
1. přednáška Historický vývoj chemie polymerů, definice, rozdělení, nomenklace Definice polymerů (stavební jednotky, monomery, oligomery, polym. stupeň, lineární, větvené, síťované, roubované, takticita, konfigurace, konformace), chronologie objevů polymerů, současné trendy. Vývoj výroby, ekonomická výhodnost, příklady špičkových aplikací. Rozdělení polymerů (přírodní, syntetické, anorganické, organické, termoplasty, termosety, elastomery, kapalné polymery, názvosloví a zkratky polymerů, hlavní české normy. 2. přednáška Syntéza makromolekulárních látek Termodynamické předpoklady, homogenní a heterogenní polymerace (plynné, srážecí, suspenzní, emulzní). Polymerace radikálová, iontová, polykondenzace, polyadice, koordinační, otevření kruhu, speciální. 3. přednáška Radikálová polymerace Iniciace, růst, terminace, přenos řetězce, kinetika, způsoby sledování polymerace, kopolymerace. 4. přednáška Iontové polymerace Mechanismus a kinetika stechiometrických iontových polymerací. Aniontová polymerace (iniciátory, aktivátory, rozpouštědla, iniciace, růst, terminace, využití). Kationtová polymerace (iniciátory, kokatalyzátory, růst, přenos řetězce, přerušení růstu, terminace, příklady využití). 5. přednáška Polykondenzace Princip, základní schéma, aspekty, rozdělení podle typu monomeru. Vliv struktury výchozích látek (funkčnost monomerů, tendence k tvorbě cyklů). Mechanismus (vliv poměru monomerů, aktivační energie, podmínky pro dosažení vysokého polym. stupně a výtěžku polymeru). Matematické vztahy (rovnovážná konstanta, konverze, polymerační stupeň). Příklady technicky důležitějších polykondenzací (polyestery, polyamidy, polykarbonáty, polyfenylensulfid, fenoplasty, aminoplasty, silikony, polyimidy). 6. přednáška Polyadice Princip a hlavní aspekty. Reakce isokyanátů, reakce epoxidových sloučenin, polyadiční reakce formaldehydu. 7. přednáška Polymerace otevřením kruhu Princip. Hydrolytická polymerace laktamů, aniontová polymerace laktamů. Polymerace cyklických éterů (ethylenoxid, tetrahydrofuran, trioxan). 8. přednáška Koordinační polymerace Princip, mechanismus, kinetika. Polymerace dihalogenů, diazomethanu, pyrolytická polymerace xylenu 9. přednáška Molekulární chování - roztoky polymerů Střední hodnoty molekulárních hmotností a polym. stupňů, distribuční křivky, metody měření. Tvar makromolekuly (Gaussovo klubko, volně otáčivý řetězec s pevným valenčním úhlem, řetězec s brzděnou rotací, konformace v roztoku, gyrační poloměr). Termodynamika polymerů (Flory-Hugginsova rovnice, vyloučený objem, ekvivalentní koule, viskozita lin. makromolekul, Mark-Houwingova rovnice, nenewtonovské chování, koligativní vlastnosti roztoků polymerů). 10. přednáška Nadmolekulární chování, krystalinita Základní morfologické útvary (amorfní, lamely, dendrity, fibrily, sférolity, vláknité a globulární struktury). Sklady makromolekul ve fibrilách, ve vydloužených fibrilách, spirálová struktura (proteiny). Krystalinita a její měření (hustotní - flotační metoda, rtg. difrakce, kalorimetrie, dilatometrie). 11. přednáška Mechanické vlastnosti polymerů Lineární chování (Hokův zákon, pevnost v tahu, ohybu, tlaku, relaxace, kríp). Nelineární chování (Maxwellův relaxační a Voightův krípový model). Superpozice teplota-čas, teplotní závislost modulu a pevnosti, Tg. Druhy polymerů podle pevnosti, hysterézní ztráty. 12. přednáška Surovinová základna Ropa jako zdroj chemikálií pro polymery, srovnání spotřeby energie pro výrobu plastů, kovů atd.

Studijní aktivity a metody výuky
Přednáška
  • Kontaktní výuka - 26 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku [10-60] - 30 hodin za semestr
Předpoklady
Odborné znalosti
orientovat se v základních technologických procesech
využít znalosti z oblasti organické chemie
využít znalosti z obecné a fyzikální chemie
Odborné dovednosti
studovat odbornou literaturu
sledovat novinky z oblasti makromolekulární chemie v periodických a elektronických zdrojích
Výsledky učení
Odborné znalosti
klasifikovat makromolekulární látky z pohledu jejich vzniku
klasifikovat makromolekulární látky ve vztahu k jejich vlastnostem
Odborné dovednosti
navrhnout využití jednotlivých makromolekulárních látek v každodenním životě
rozpoznat jednotlivé typy makromolekulárních látek jednoduchými fyzikálně-chemickými postupy
vysvětlit vhodnost použití některých typů makromolekulárních látek v automobilovém průmyslu
Vyučovací metody
Odborné znalosti
Přednáška založená na výkladu,
Hodnotící metody
Kombinovaná zkouška,
Doporučená literatura
  • Brožek Jiří a kol. Laboratorní cvičení z makromolekulární chemie. VŠCHT Praha, 2016. ISBN 978-80-7080-945-7.
  • Brožek Jiří. Fyzikální chemie polymerů. VŠCHT Praha, 2019. ISBN 978-80-7592-039-3.
  • Mleziva, Josef; Kálal, Jaroslav. Základy makromolekulární chemie : Celost. vysokošk. učebnice pro stud. vys. škol techn.. 1. vyd. Praha : SNTL, 1986.
  • Stoy, Artur. Úvod do makromolekulární chemie. Vyd. 1. Praha : SNTL, 1973.
  • Vollmert, Bruno. Základy makromolekulární chemie. Vyd. 1. Praha : Academia, 1970.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta pedagogická Studijní plán (Verze): Učitelství chemie pro střední školy (16) Kategorie: Pedagogika, učitelství a sociální péče 1 Doporučený ročník:1, Doporučený semestr: Zimní