Detail předmětu

Struktura a vlastnosti polymerních materiálů

FCH-MC_SVPMAk. rok: 2021/2022

Úvod do studia fyziky polymerů, faktory ovlivňující chování makromolekulárních soustav, inter- a intramolekulární síly, komerčně významné polymery a jejich aplikace, nejdůležitější strukturní parametry určující výsledné vlastnosti tuhých polymerů, klasifikace polymerů, průmyslové polymery. Skelný stav, teorie skelného přechodu, termodynamika a statistika makromolekul v okolí skelného přechodu, faktory určující teplotu skelného přechodu, efekty bočních skupin, typ řetězce, vnější podmínky. Viskoelasticita a její projevy, princip časově-teplotní superpozice, komplexní modul pružnosti, kríp, relaxace napětí, fenomenologické modely, molekulární modely, kaučukový stav, teorie kaučukové elasticity, relaxační a retardační spektra, fyzikální stárnutí. Semikrystalické polymery, charakter krystalické fáze v polymerech, kinetika krystalizace. Povrchy polymerů a polymery v mezifázích, rozpustnost a difúze plynů v polymerech. Úvod do polymerních směsí a slitin.

Výsledky učení předmětu

studenti získají znalosti moderních principů popisu skelného stavu, kaučukového stavu a krystalického stavu tuhých polymerů, kinetiky krystalizace, nadmolekulární struktury, základy viskoelasticity tuhých polymerních těles, chování sítí, morfologie a vlastnosti směsí polymerů.

Prerekvizity

znalosti z fenomenologické a statistické termodynamiky, znalosti diferenciálního a integrálního počtu, znalosti základních syntéz makromolekulární chemie, znalosti konformační statistiky a vlivu molekulární struktury na konformační pohyb, základní znalosti fázových diagramů

Doporučená nebo povinná literatura

Kolektiv autorů: Základy fyziky polymerů I. Edice MACRO M-16, Ústav makromolekulární chemie AV ČR, Praha 1987. (CS)
Sperling L. H.: Introduction to physical polymer science. John Wiley and Sons, Inc., New York 2001. (CS)
Lukáš D., et al, Fyzika Polymerů, skripta TUL, 3. vydání, 2018 (CS)
Lin Y-H, Polymer Viscoelasticity, World Scientific 2003 (CS)
Painter P.C., Coleman M.M., Essentials of Polymer Science and Engineering, Destech Publications Inc., 2009 (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

ústní zkouška 30 minut, 2 písemné testy v semestru, semestrální projekt

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Úvod do studia fyziky polymerů, rozdělení polymerů, strukturní úrovně,
2. Skelný stav, fenomenologie, nerovnovážné fázové přechody, volný objem, TD modely, kinetické modely
3. Viskoelasticita, základy časově závislého chování, princip superpozice čas-teplota, Maxwellův a Voigtův model
4. Kaučukový stav, fenomenologie, termodynamika kaučukové elasticity
5. Statistický model kaučukové elasticity, ideální a reálná síť
6. Gely, typy vazeb, reakce na deformaci, vliv rozpouštědla
7. Viskozita polymerů, vliv teploty, rychlosti deformace a aditiv
8. Semikrystalické polymery, typy krystalů, podmínky krystalizace, TD nukleace
9. Vliv teploty na rychlost krystalizace, integrální a diferenciální popis, vliv molekulové hmotnosti
10. Difuze polymerů, reptační teorie, škálovací model
11. elektrické vlastnosti polymerů, vodivé polymery
12. Fyzikální stárnutí skelných polymerů
13. Struktura, vlastnosti a využití přírodních polymerů

Cíl

Cílem předmětu fyzika polymerů je poskytnout studentům magisterského SP základní znalosti o vlivu molekulární a nadmolekulární struktury na fyzikální vlastnosti pevných polymerů a polymerních směsí se zvláštním důrazem na skelný přechod, viskoelastické chování, kaučukovou elasticitu, viskozitu, krystalizaci, povrchy polymerů, jejich míšení a interakce makromolekul s pevnými povrchy. Nově jsou do přednášky zahrnuty i základy elektrických vlastností polymerů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

není

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_CHTM magisterský navazující

    specializace --- , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný

  • Program NKCP_CHTM magisterský navazující

    specializace --- , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný