Fizykochemia polimerów 7-S2-3-02-MP-01

Treści programowe
A. Wykład
W01, W02 Rodzaje mas molowych polimerów, rozkłady mas molowych, wskaźnik dyspersji, stopień polimeryzacji. Metody wyznaczania mas molowych polimerów – osmometryczne, sedymentacyjne, grup końcowych, kriometria i ebuliometria, chromatografia żelowa z kalibracją oraz z detekcją metodą rozpraszania światła.
W03, W04 Izomeria i stereochemia łańcucha polimerowego. Rozmiary i kształt makrocząsteczki. Odległość między końcami łańcucha, promień bezwładności, średnia kwadratowa. Rozmiary niezakłócone, długość persystentna. Równanie Flory’ego-Foxa. Uniwersalna stała Flory’ego. Łańcuch z ograniczoną i nieograniczoną rotacją.
W05 Kłębki w roztworze, parametr Flory’ego-Hugginsa, roztwory i mieszaniny polimerów, model kratowy, parametr rozpuszczalności.
W06 Lepkość roztworów polimerów. Lepkość dynamiczna, lepkość względna, lepkość właściwa, lepkość zredukowana, graniczna liczba lepkościowa (GLL). Wzór Marka-Houwinka-Kuhna-Sakurady.
W07 Metody spektralnej analizy absorpcyjnej materiałów polimerowych – UV, FTIR, NMR.
W08 Taktyczność polimerów. Opis statystyczny, skład kopolimerów – NMR polimerów i kopolimerów
W09 Stany fazowe polimerów. Przemiany fazowe I i II rodzaju. Temperatury zeszklenia i topnienia. Zależność temperatury zeszklenia od właściwości strukturalnych polimerów
W10, W11 Polimery amorficzne i krystaliczne. Monokryształy i formy polikrystaliczne, mechanizm krystalizacji. Wybrane metody ilościowego opisu procesu krystalizacji- równanie Avramiego, teoria nukleacji Hoffmana.
W12 Metody badań struktury oraz przemian fazowych polimerów. Ogólna charakterystyka metodyki badań termicznych, spektroskopowych, mikroskopowych i rentgenograficznych polimerów. Metody bezwzględne i względne oznaczania stopnia krystaliczności polimerów. Wyznaczenie temperatury zeszklenia polimerów bezpostaciowych oraz określenie temperatury topnienia fazy krystalicznej oraz stopnia krystaliczności polimerów krystalicznych metodą DSC.
W13 Zastosowanie metod WAXS i SAXS do badania nadmolekularnej struktury polimerów częściowo krystalicznych.
W14 Metody frakcjonowania polimerów (preparatywne, analityczne) oraz kopolimerów (TREF, CRYSTAF, DSC SC., DSC SSA) Równoważność czasowo-temperaturowa polimerów.
W15 Polimery ciekłokrystaliczne i supramolekularne.

B. Laboratorium
L01 BHP pracy w laboratorium, regulamin pracowni, omówienie wymagań zaliczenia, rozdanie zadań z zakresu otrzymywania i charakterystyki wybranych polimerów.
L02, Przedstawienie przez studentów propozycji otrzymania wybranych polimerów. Otrzymywanie PMMA, PS, PA 6,10.
L03, L04, Oznaczanie gęstości wybranego polimeru metodą piknometryczną wg. normy (PN-92/C-89035).
L05, L06, L07, L08 Oczyszczanie i charakterystyka otrzymanych polimerów (PS, PMMA) – frakcjonowanie, metoda lepkościowa, FTIR, NMR, DSC
L09, L10, L11, Właściwości fizykochemiczne poli(alkoholu winylowego) - synteza i właściwości hydrożelu PVA. Określenie wpływu wybranych czynników na proces żelowania.
L12, L13, Charakterystyka PVA – metoda lepkościowa, FTIR, NMR, DSC
L14 Charakterystyka PA 6,10 – metoda FTIR, NMR, DSC
L15 Przedstawienie referatów dotyczących otrzymania i charakterystyki wybranych polimerów w formie prezentacji multimedialnej

Literatura uzupełniająca

1 Francuskiewicz F., Polymer Fractionation, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1994 2 Pielichowski J., Puszyński A., Preparatyka polimerów, WNT TEZA, Kraków 2005 3 Rabek J. F., Otrzymywanie, metody badawcze i zastosowania, PWN, Warszawa 2019 4 Pham Q. T., Petiaud R., Waton H., Llauro-Darricades M-F., Proton and Carbon Spectra of Polymers, Wiley 2003 5 Morawetz H., Fizykochemia roztworów makrocząsteczek, PWN, Warszawa 1970 6 Chemia polimerów, praca zbiorowa pod redakcją Z. Florjańczyka i St. Penczka, Warszawa 1997

Rodzaj przedmiotu

fakultatywne
fakultatywne

Tryb prowadzenia

Realizowany w sali
Realizowany zdalnie

Koordynatorzy przedmiotu

Kornelia Bosowska

Efekty kształcenia

Wiedza
EKW1 Zna metody syntezy polimerów o wymaganych właściwościach, pojęcie średniej masy molowe makrocząsteczek oraz metody jej wyznaczania K_W02, K_W04, K_W06, K_W14 P7S_WG
EKW2 Zna rodzaje struktur polimerowych na poziomie czasteczkowym i nadcząsteczkowym, przemian fazowych zachodzących w polimerach oraz właściwości roztworów polimerowych K_W01, K_W02, K_W04, K_W11 P7S_WG
EKW3 Definiuje podstawowe wielkości opisujące wymiary kłębków polimerowych K_W01, K_W02, K_W11, K_W13 P7S_WG
EKW4 Zna nowoczesne metody fizykochemicznej charakterystyki makrocząsteczek oraz potrafi określić ich przydatność w analizie materiałów polimerowych K_W02, K_W06, K_W10, K_W12, K_W14 P7S_WG
EKW5 Wskazuje zależności między budową chemiczną polimerów a ich właściwościami, w tym użytkowymi. K_W02, K_W05 P7S_WG
EKW6 Zna zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w stopniu pozwalającym na samodzielną pracę w laboratorium chemicznym K_W15 P7S_WK

UMIEJĘTNOŚCI
EKU1 Planuje i samodzielnie wykonuje syntezy wybranych polimerów o określonych właściwościach, korzystając z aparatury niezbędnej do wykonania eksperymentu K_U01, K_U02, P7S_UW
EKU2 Potrafi wybrać i scharakteryzować metody umożliwiające określenie właściwości fizykochemicznych wybranych polimerów K_U02, K_U03, K_W06, K_W12, P7S_UW, P7S_WG
EKU3 Identyfikuje i charakteryzuje polimery na podstawie wyników badań eksperymentalnych (instrumentalnych) K_U04, K_W12, P7S_UW, P7S_WG
EKU4 Analizuje, interpretuje oraz krytycznie ocenia wyniki przeprowadzonych eksperymentów laboratoryjnych i obliczeń K_U06, K_U08, P7S_UW, P7S_UU
EKU5 Znajduje niezbędne informacje dotyczące warunków syntezy polimerów i wielkości charakterystycznych w literaturze, bazach danych i innych źródłach K_U06, K_U07 P7S_UW, P7S_UU
EKU6 Przedstawia wyniki badań w postaci samodzielnie sporządzonego pisemnego raportu, zawierającego opis i uzasadnienie wybranej metody syntezy polimeru o ogólnie określonych właściwościach, wyniki analiz badanego polimeru i ich dyskusję oraz wnioski K_W02, K_W04, K_W06, K_U06, K_U08, K_U10, K_U12 P7S_WG, P7S_UU, P7S_UW, P7S_UK
EKU7 Samodzielnie przygotowuje i wygłasza wystąpienie multimedialne na temat przeprowadzonych przez siebie badań dotyczących syntezy i analizy właściwości fizykochemicznych polimeru o ogólnie określonych właściwościach K_W02, K_W06, K_W12, K_U13 P7S_WG, P7S_UK

KOMPETENCJE
EKK1 Rozumie potrzebę uzupełniania wiedzy o nowe i unowocześnione metody syntezy i analizy materiałów polimerowych K_W10, K_K01, K_K04, P7S_WK, P7S_KR, P7S_KO
EKK2 Potrafi samodzielnie pracować i efektywnie organizować pracę K_K03 P7S_KK, P7S_KR
EKK3 Potrafi studiując wybrane zagadnienie, wyodrębnić najważniejsze elementy w celu ich publicznego zaprezentowania K_K05 P7S_KR, P7S_KO
EKK4 Potrafi współpracować w grupie oraz ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną i zespołu. K_K02 P7S_KR, P7S_KO

Kryteria oceniania

A. Sposób zaliczenia
• wykład: zaliczenie z oceną
• laboratorium: zaliczenie z oceną

B. Formy zaliczenia
• wykład: dwa sprawdziany pisemne: z pytaniami (zadaniami) otwartymi
• laboratorium: sprawdzian pisemny, wykonanie pracy zaliczeniowej: na podstawie przeprowadzonych badań wykonanie sprawozdań pisemnych oraz przygotowanie i wygłoszenie prezentacji multimedialnej

C. Podstawowe kryteria
1. Wykład:
Obecność na zajęciach. Uzyskanie pozytywnej oceny z dwóch kolokwiów, dla każdego z nich próg zaliczeniowy wynosi 50% sumy punktów (maksymalnie 40 punktów). Za aktywność na zajęciach można uzyskać dodatkowo 4pkt.
Próg zaliczeniowy:
Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 50%, 60%, 70%, 80%, 90% sumarycznej liczby punktów.
Studenci, którzy nie uzyskali wymaganej liczby punktów, na ostatnich zajęciach piszą kolokwium zaliczeniowe. Próg zaliczeniowy od 50% sumarycznej liczby punktów uzyskanych podczas kolokwium.

2. Laboratorium:
Uzyskanie maksymalnie 50 punktów, które można uzyskać na podstawie:
• pozytywnej oceny z jednego kolokwium (max. 30 pkt).
Próg zaliczeniowy dla kolokwium:
Oceny: dost (3.0); dost plus (3,5); dobry (4,0); dobry plus (4,5); bardzo dobry (5,0) otrzymują ci studenci, którzy uzyskali odpowiednio co najmniej 50%, 60%, 70%, 80%, 90% sumarycznej liczby punktów
• zaprojektowania, zaplanowania i wykonania praktycznego ćwiczeń laboratoryjnych oraz przygotowania sprawozdań pisemnych (max. 15 pkt)
• przedstawienia prezentacji multimedialnej przedstawiającej plan, wykonanie i wyniki przeprowadzonych ćwiczeń laboratoryjnych (max. 5 pkt).

Literatura

Zalecana literatura:
1. Galina H., Fizykochemia polimerów, Rzeszów 1998
2. Przygocki W., Włochowicz A., Fizyka polimerów, PWN, Warszawa 2001
3. Połowiński S., Chemia fizyczna polimerów, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, 2001.
4. Rabek J. F., Współczesna wiedza o polimerach, PWN, Warszawa 2008
5. Rabek J. F., Współczesna wiedza o polimerach. Budowa strukturalna polimerów i metody badawcze, tom 1, PWN, Warszawa 2019
6. Przygocki W., Metody fizyczne badań polimerów, PWN, Warszawa 1990
7. Sperling L.H. , Introduction to Physical Polymer Science, Wiley-Interscience 2006
8. Sun S.F. , Physical Cchemistry of Macromolecules. Basic Principles and Issues, Wiley-Interscience 2004

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 7-S2-3-02-MP-01 w USOSweb