Chemia polimerów

Realizowany w sali
Realizowany zdalnie

Kompendium nomenklatury makromolekularnej, Brzeziński (red) PTChem, Warszawa 1995.

J. Brzeziński, J. Chojnowski, J. Fejgin, P. Kubisa (red.), S. Słomkowski, W. Stańczyk, Słownik podstawowych terminów w nauce o polimerach. Zalecenia 1996. Wiad. Chem. Biblioteka, 1999, ISBN 83-229-1964-6.

W. Szlezyngier, Z. K. Brzozowski, Tworzywa sztuczne. Polimery specjalne i inżynieryjne, Wydawnictwo FOSZE, Rzeszów 2013, ISBN: 9788375860702

Poznanie zasad nazewnictwa związków wielkocząsteczkowych i terminów stosowanych w chemii polimerów.

Poznanie reakcji chemicznych stosowanych w syntezie polimerów oraz metod polimeryzacji.

Nabycie wiedzy na temat wybranych właściwości fizykochemicznych i mikrostruktury polimerów oraz metod ich oznaczania.

Opanowanie syntezy i podstawowych metod analizy wybranych związków wielkocząsteczkowych.

Wykład:

Historia rozwoju polimerów. Znaczenie polimerów we współczesnym świecie. Wpływ na środowisko.

Podstawowe pojęcia w chemii polimerów (monomer, mer, funkcyjność monomeru, polimer, makrocząsteczka, polimeryzacja, homopolimer, kopolimer).

Budowa makrocząsteczek polimerów. Nazewnictwo polimerów i kopolimerów.

Masa molowa polimerów: rodzaje masy molowej, rozkład mas molowych, wskaźnik dyspersji, stopień polimeryzacji.

Metody wyznaczania mas molowych. Frakcjonowanie polimerów.

Mikrostruktura polimeru (regioregularność, stereochemia, taktyczność) oraz metody jej charakterystyki.

Kopolimeryzacja: reaktywność komonomerów, skład i budowa kopolimerów. Metody oznaczania składu i mikrostruktury kopolimerów.

Ogólne mechanizmy polireakcji: polireakcje stopniowe i łańcuchowe. Budowa monomeru a zdolność polimeryzacji wg określonego mechanizmu.

Polimeryzacja rodnikowa : monomery, inicjatory, wytwarzanie rodników, mechanizm polimeryzacji rodnikowej, przykłady polimerów otrzymywanych w polimeryzacji rodnikowej.

Polimeryzacja jonowa (anionowa i kationowa): monomery, inicjatory, mechanizm polimeryzacji anionowej i kationowej, przykłady polimerów otrzymywanych w polimeryzacji jonowej. Polimeryzacja żyjąca.

Poliaddycja i polikondensacja. Stopień polimeryzacji w polireakcji stopniowej. Przykłady polimerów otrzymywanych w polireakcjach stopniowych.

Polimeryzacja koordynacyjna: monomery, katalizatory, mechanizm. Przykłady polimerów otrzymywanych w polimeryzacji koordynacyjnej.

Metody syntezy polimerów: w masie, w rozpuszczalniku i zawiesinie, na granicy faz, w dyspersjach, polimeryzacje w procesach przetwórstwa.

Laboratorium:

BHP pracy w laboratorium. Omówienie programu zajęć. Montaż zestawów do syntezy i identyfikacji polimerów.

Synteza pianki poliuretanowej jako przykład reakcji poliaddycji. Oznaczanie zawartości grup izocyjanianowych w PU. Synteza poliamidu 6-10 (nylonu 6-10) drogą polikondensacji międzyfazowej.

Synteza poli(metakrylanu metylu) – polimeryzacja rodnikowa w masie. Oznaczanie liczby hydroksylowej wybranych polimerów

Perełkowa polimeryzacja styrenu. Wyznaczanie gęstości wybranych polimerów.

Polikondensacja m-fenylenodiaminy i dichlorku m-ftaloilu metodą emulsyjną. Synteza żywicy fenolowo-formaldehydowej (nowolaku)

Synteza żywicy mocznikowo-formaldehydowej. Identyfikacja handlowych tworzyw sztucznych – spalanie, prażenie, rozpuszczalność.

Synteza poliakryloamidu. Identyfikacja polimerów na podstawie prób Liebermanna-Storcha-Morawskiego.

Kopolimeryzacja styrenu i bezwodnika maleinowego w rozpuszczalniku. Oznaczanie liczby żelowej usieciowanego polimeru

Otrzymywanie poli(alkoholu winylowego) drogą alkoholizy poli(octanu winylu). Analiza ilościowa – oznaczanie grup funkcyjnych zawartych w polimerach-oznaczanie liczby kwasowej

Hydroliza zasadowa poli(tereftalanu etylenu) (PET). Określanie gęstości i zawartości fazy krystalicznej wybranych polimerów.

Analiza ilościowa – oznaczanie grup funkcyjnych zawartych w polimerach (oznaczanie liczby kwasowej, liczby zmydlania polimerów łatwo- i trudno zmydlających się.

Niskociśnieniowa polimeryzacja etylenu.

Przetwarzanie materiałów polimerowych (wytłaczanie, wtrysk). Ocena właściwości użytkowych materiałów polimerowych (udarność, MFI, twardość, wydłużenie względne).

Oznaczanie temperatur przemian tworzyw sztucznych. Analiza termiczna (DSC i TG) oraz spektralna (FTIR) wybranych polimerów.

Zajęcia zaliczeniowe

1 Z. Florjańczyk, S. Pęczek (red.), Chemia Polimerów, tom 1 i 2, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2001 i 2002..

2 J. F. Rabek, Współczesna wiedza o polimerach, tom 1 i 2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017.

3 J. Pielichowski, A. Puszyński, Chemia Polimerów, Wydawnictwo Fosze, Rzeszów 2015, ISBN: 9788375860689

4 J. Pielichowski, A. Puszyński, Preparatyka polimerów, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne TEZA, Kraków 2005, ISBN: 9788392098881

5. S. Pietras.(red.) Analiza polimerów syntetycznych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1971

Wiedza:

EKW1 Definiuje podstawowe pojęcia z zakresu chemii polimerów oraz nazywa zgodnie z zaleceniami IUPAC liniowe organiczne polimery i kopolimery. K_W02, K_W04

EKW2 Zna podstawowe mechanizmy prowadzące do powstania związków wielkocząsteczkowych. K_W06, K_W04

EKW3 Zna praktyczne metody syntezy i analizy polimerów. K_W08

EKW4 Zna charakterystyczne właściwości związków wielkocząsteczkowych oraz wybrane metody charakterystyki związków wielkocząsteczkowych K_W04, K_W05, K_W10

Umiejętności:

EKU1 Interpretuje i opisuje równanie oraz mechanizm reakcji zachodzący podczas syntezy wybranych (ko)polimerów. K_W06, K_W05, K_U02

EKU2 Montuje zestawy laboratoryjne, obsługuje podstawowy sprzęt laboratoryjny i wykonuje eksperyment zgodnie z opisaną procedurą. K_W12, K_U05, K_U08, K_U10

EKU3 Planuje i przeprowadza reakcje syntezy i analizy wybranych (ko)polimerów lub ich monomerów z wykorzystaniem podstawowego szkła i sprzętu laboratoryjnego K_W13, K_U07, K_U08, K_U10, K_U11

EKU4 Potrafi wykonać i zinterpretować pomiary podstawowych właściwości fizycznych, przetwórczych i użytkowych wybranych polimerów. K_U07, K_U11, K_U12, K_U13

EKU5 Sporządza sprawozdania z wykonanych eksperymentów w postaci dziennika laboratoryjnego oraz interpretuje uzyskane wyniki. K_U12, K_U13, K_U16, K_U21

EKU6 Stosuje podstawowe zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium chemicznym. K_W23, K_W24, K_U01

Kompetencje społeczne:

EKK1 Potrafi realistycznie określić wpływ syntetycznych polimerów na środowisko. K_K06, K_K10, K_K12

EKK2 Potrafi łączyć zdobytą wiedzę z zakresu tworzyw sztucznych z ich praktycznym zastosowaniem K_K09

EKK3 Rozumie potrzebę rzetelności podczas wykonywania i opisu eksperymentu. K_K07

EKK4 Dba o bezpieczeństwo swoje i innych w czasie pracy w laboratorium. K_K03

Wykłady: obowiązkowa obecność na wykładach. Egzamin pisemny. Ocenę końcową ustala się na podstawie procentowej liczby uzyskanych punktów.

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.

Laboratorium: Wykonanie praktyczne wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych i przygotowanie sprawozdań zgodnie z instrukcją. W przypadku syntezy, otrzymanie produktu z przynajmniej 50% wydajnością. W przypadku analizy i badania właściwości polimerów, zgodnie charakterystyką literaturową – próg zaliczeniowy 50% oceny końcowej.

Zaliczenie teoretyczne ćwiczeń, sprawdzian pisemny do każdego ćwiczenia – próg zaliczeniowy 50% oceny końcowej.

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.