Synteza i właściwości polimerów

chemia organiczna, chemia fizyczna, analiza instrumentalna, podstawy chemii, informatyka w chemii

1. Godziny realizowane z udziałem nauczycieli: godziny kontaktowe przewidziane w planie studiów dla danego przedmiotu (suma godzin wszystkich form zajęć z przedmiotu), godziny konsultacji indywidualnych studenta/słuchacza/ uczestnika kursu:

90h

2. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta/słuchacza/uczestnika kursu potrzebny do pomyślnego zaliczenia przedmiotu, tj. wcześniejsze przygotowanie i uzupełnienie notatek; zebranie i wybór odpowiednich materiałów do zajęć, wymagane powtórzenie materiału, pisanie prac, projektów, czytanie literatury:

90h

3. Czas wymagany do przygotowania się i do uczestnictwa w procesie oceniania (np. w egzaminach):

45h

W1: zna podstawowe aspekty budowy polimerów i metody ich otrzymywania. Ma wiedzę pozwalającą na świadome wykorzystania polimerów do określonego celu praktycznego oraz wskazania metody ich zagospodarowania po okresie użytkowania (problemy recyklingu materiałów polimerowych) - K_W13

W2: zna przepisy i zasady z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy z materiałami polimerowymi - K_W16

U1: potrafi posługiwać się nazewnictwem chemicznym dotyczącym materiałów polimerowych (praktycznym oraz pojęciami z zakresu terminologii zalecanej przez IUPAC) - K_U01

U2: posiada umiejętności wykonywania pomiarów takich cechy istotnych z punktu widzenia przetwórstwa i recyklingu polimerów jak: masowy wskaźnik płynięcia, współczynnik mięknięcia wg. Vicata, termokurczliwość, właściwości mechaniczne oraz potrafi opracować wyniki pomiarów właściwości polimerów - K_U05

U3: potrafi zsyntezować podstawowe związki polimerowe – K_U10

U4: umie znajdować relacje pomiędzy zachowaniem się materiałów polimerowych podczas formowania różnymi metodami (wtrysk, wytłaczanie termo formowanie) i użytkowania a właściwościami fizykochemicznymi, budową i rodzajem struktury polimeru. – K_U13

K1: Samodzielnie opracowuje wyniki eksperymentów dotyczących syntezy i właściwości materiałów polimerowych i formułuje wnioski na ich podstawie - K_K01

K2: Myśli twórczo w celu udoskonalenia istniejących bądź stworzenia nowych rozwiązań - K_K02

K3: Utrzymuje efektywną współpracę z innymi członkami grupy laboratoryjnych w czasie wykonywania wspólnych doświadczeń i dąży do realizacji celów grupy poprzez odpowiednie zaplanowanie i organizację pracy swojej i innych – K_K09

Wykład

pracownie laboratoryjne

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- laboratoryjna

Podstawowe pojęcia dotyczące polimerów. Podział polimerów.

Omówienie pojęcia polimolekularności i średnich ciężarów cząsteczkowych polimerów. Termodynamika i kinetyka polireakcji. Metody otrzymywania polimerów-zastosowania.

Identyfikacja i sortowanie materiałów polimerowych-metody organoleptyczne i spektroskopowe. Urządzenia stosowane w przetwórstwie polimerów. Wytwarzanie foli, rur i butelek z różnych materiałów polimerowych- ekobilans. Sposoby recyklingu podstawowych polimerów. Przemysłowy recykling butelek PET.

Zagadnienia związane z nowymi trendami w chemii polimerów – polimery elektroaktywne.

Wykład:

Podstawowa terminologia polimerowa. Polimery naturalne i syntetyczne. Różne podziały polimerów. Mechanizmy syntezy polimerów. Warunki termodynamiczne i kinetyczne polireakcji. Wpływ temperatury i ciśnienia na przebieg procesów polireakcji.

Polireakcje łańcuchowe i stopniowe-charakterystyka. Właściwości podstawowych polimerów(PE, PP, PS, PCW, PTE, PA) i ich zastosowania praktyczne.

Pojęcia liczbowo-, wagowo-, wiskozymetrycznie- i z-średniego stopnia polimeryzacji i ciężarów cząsteczkowych polimerów oraz metody ich wyznaczania. Oznaczanie liczbowo średniego ciężaru cząsteczkowego poliestrów homo- i heteropolikondensacyjnych metodą grup końcowych, liczba kwasowa (LK) i hydroksylowa (LOH).

Filozofia recyklingu materiałów post-konsumpcyjnych. Skala problemu na świecie, w Europie i w Polsce. Zużycie materiałów polimerowych w Polsce na tle Europy i Świata. Recykling materiałowy, energetyczny i surowcowy. Identyfikacja i sortowanie odpadów polimerowych. Technologie recyklingu. Badania fizykochemiczne recyklatu w porównaniu do polimeru pierwotnego. Zastosowania praktyczne recyklatu. Metody przetwórstwa polimerów i ograniczenia w stosowaniu recyklatów polimerowych. Przemysłowe otrzymywanie folii jedno i wielowarstwowych, rur o różnym przeznaczeniu oraz butelek spożywczych z różnych polimerów. Ekobilans na przykładzie różnych materiałów użytych jako surowiec do otrzymania opakowań spożywczych.

Polimery elektroaktywne

Laboratoria:

Polimeryzacja rodnikowa metakrylanu metylu w zawiesinie.

polimeryzacja rozpuszczalnikowo- strąceniowa akrylonitrylu.

Kationowa polimeryzacja styrenu.

Synteza poliamidu z sześciometylodwuaminy i chloro bezwodnika kwasu tere ftalowego, metodą polikondensacji międzyfazowej.

Synteza żywicy mocznikowo-formaldehydowej.

Synteza żywicy melaminowo-formaldehydowej.

Oznaczanie zawartości wilgoci w polimerach metodą wagową.

Badanie krzywych naprężenie – odkształcenie na aparacie Instron.

Oznaczanie masowego wskaźnika płynięcia polimer.

Oznaczanie temperatury mięknięcia wg. Vicata.

Wtryskiwanie i wytłaczanie kształtek z polietylenu.

Modyfikacja powierzchniowa folii PE promieniowaniem koronowym. Badanie termokurczliwości folii spożywczych.

Recykling butelek z PET i PE

Badanie właściwości elektrycznych układów barierowych Au/polimer/Au.

Badanie energii aktywacji przewodnictwa próbek polimerowych.

P. J. Flory Principles of Polymer Chemistry. New York 1953.

L. Huppenthal Roztwory polimerów. Toruń 2008

H. Galina Fizykochemia polimerów. Rzeszów 1998

Laboratorium z fizykochemii polimerów (pod red. Andrzeja Błędzkiego). Szczecin 1981

W. Dzierża, T. Czerniawski, Właściwości mechaniczne i termiczne polimerów. Skrypt dla studentów chemii, UMK, Toruń, 2000;

J. D. Ferry, Lepkosprężystość polimerów, WNT, Warszawa, 1965.

John Scheirs; Polymer Recycling; John Wiley & Sons, LTD 1998.

Rabek J. F., Współczesna wiedza o polimerach: wybrane zagadnienia, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008.

Przygocki W. i Włochowicz A., Uporządkowanie makrocząsteczek w polimerach i włóknach, WNT, Warszawa 2006.

Przygocki W. i Włochowicz A., Fizyka polimerów,Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.

Praca zbiorowa pod red. Z. Florjańczyka i S. Penczka, Chemia Polimerów,Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, tom I: Warszawa 2001t. II, Warszawa 2002, tom III, Warszawa 1998.

Broniewski T., Kapko J., Płaczek W., Thomalla J., Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych, WNT, Warszawa 2000.

Szlezyngier W., Tworzywa sztuczne: chemia, technologia wytwarzania, właściwości, przetwórstwo, zastosowanie, t. i 2., FOSZE, Rzeszów 1998, t. 3, FOSZE, Rzeszów 1999.

Przygocki W., Metody fizyczne badań polimerów, PWN, Warszawa 1990.

Egzamin pisemny – W1, U1

Kolokwium – W2, U1

Raport z wykonania ćwiczenia – U2, U3, K2

Referat – U4, K3