PředmětyPředměty(verze: 850)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Makromolekulární chemie - MC260P121
Anglický název: Macromolecular Chemistry
Český název: Makromolekulární chemie
Zajišťuje: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2019
Semestr: letní
E-Kredity: 3
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Garant: doc. RNDr. Jan Sedláček, Dr.
Vyučující: doc. RNDr. Jan Sedláček, Dr.
Výsledky anket   Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace -
Poslední úprava: doc. RNDr. Jan Kotek, Ph.D. (16.03.2018)
Základní kurz makromolekulární chemie v komplexním pojetí "vědy o polymerech", ve kterém jsou probrány a diskutovány klasifikace, terminologie, názvosloví, syntéza, charakterizace, reaktivita a praktické aplikace polymerů a vztahy mezi jejich vlastnostmi a molekulární i nadmolekulární strukturou.
Literatura
Poslední úprava: doc. RNDr. Jan Kotek, Ph.D. (20.03.2018)

J. Vohlídal: Makromolekulární chemie, Karolinum, Praha 1995.
P. Munk: Introduction to Macromolecular Science, Wiley, New York 1989.
F.A. Bovey, F.H. Winslow: Macromolecules: an Introduction to Polymer Science, Academic Press, New York 1979.

Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: RNDr. Jana Rubešová, Ph.D. (26.02.2018)

Zkouška je ústní. Silně akcentováno je skutečné porozumění probrané látce, nikoliv "naučení se" něčeho nazpaměť. Požadováno je též používání správné terminologie a "umění" aplikovat obecné vztahy na řešení příkladů s konkrétními látkami.

Sylabus -
Poslední úprava: doc. RNDr. Jan Kotek, Ph.D. (20.03.2018)

1 HISTORIE A ZÁKLADNÍ POJMY MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE
1.1 Z historie výzkumu polymerů
1.1.1 Řetězová teorie struktury polymerů
1.1.2 Přírodní kaučuk
1.1.3 Celulosa a škrob
1.1.4 Syntetické a modifikované přírodní polymery - přehled
1.2 Základní pojmy makromolekulární chemie
1.2.1 Polymer, polymerizace a příbuzné pojmy
1.2.2 Vztahy mezi chemickou strukturou monomeru a monomerní jednotky
1.2.3 Stropní a prahová teplota polymerizace

2 STRUKTURA A NÁZVOSLOVÍ POLYMERŮ
2.1 Kovalentní struktura makromolekul
2.1.1 Počet druhů a chemická stavba monomerních jednotek
2.1.2 Geometrické typy makromolekulárních řetězců
2.1.3 Sekvenční uspořádání makromolekulárních řetězců
2.1.4 Regulární a iregulární polymery
2.2 Názvosloví polymerů
2.2.1 Procesní názvy
2.2.2 Strukturní názvy
2.2.3 Triviální a komerční názvy
2.2.4 Zkratky doporučené organizacemi IUPAC a ISO
2.3 Konfigurační struktura makromolekul
2.3.1 Konfigurace rigidních center
2.3.2 Konfigurace chirálních center a jejich projekce
2.3.3 Takticita polymerů
2.3.4 Experimentální zjišťování takticity řetězců
2.4 Konformační struktura makromolekul
2.4.1 Konformační analýza lineárních řetězců
2.4.2 Pravidelné konformace makromolekul
2.4.3 Statistické klubko a jeho matematický popis
2.5 Nadmolekulární struktura a skupenské stavy polymerů
2.5.1 Struktura polymerních krystalů a krystalitů
2.5.2 Polymery amorfní a s nízkým stupněm krystalinity
2.5.3 Skupenské stavy polymerů

3 DISTRIBUCE POLYMERIZAČNÍCH STUPŇŮ (RELATIVNÍCH MOLEKULOVÝCH HMOTNOSTÍ)
3.1 Distribuční funkce a její momenty (střední hodnoty)
3.2 Typy distribučních funkcí a průměrných hodnot
3.3 Významnější distribuční funkce a jejich charakteristiky

4 POLYMERIZAČNÍ MECHANISMY, STRUKTURA A REAKTIVITA MONOMERŮ
4.1 Polymerizační mechanismy a jejich klasifikace
4.1.1 Řetězové polymerizace
4.1.2 Neřetězové polymerizace
4.2 Struktura a reaktivita monomerů

5 RADIKÁLOVÉ ŘETĚZOVÉ POLYMERIZACE
5.1 Monomery radikálových řetězových polymerizací
5.2 Mechanismus radikálových řetězových polymerizací
5.2.1 Iniciace
5.2.2 Propagace a terminace
5.2.3 Přenosové reakce
5.3 Experimentální metody provádění radikálových polymerizací
5.4 Kinetika radikálových řetězových polymerizací
5.5 Distribuce polymerizačních stupňů vznikajících polymerů
5.6 Průmyslový význam radikálových řetězových polymerizací

6 IONTOVÉ POLYMERIZACE
6.1 Fyzikálně chemický stav iontových polymerizačních center
6.2 Aniontové polymerizace
6.2.1 Mechanismus aniontových polymerizací
6.2.2 Živé polymerizace, syntéza funkcionalizovaných (telechických) polymerů
6.2.3 Kinetika a distribuce polymerizačních stupňů
6.2.4 Průmyslový význam aniontových polymerizací
6.3 Kationtové polymerizace a oligomerizace
6.3.1 Monomery a aktivní centra kationtových polymerizací
6.3.2 Mechanismy kationtových polymerizací a oligomerizací
6.3.3 Kinetika kationtových polymerizací
6.3.4 Průmyslové využití kationtových polymerizací a oligomerizací

7 KOORDINAČNÍ POLYMERIZACE
7.1 Princip koordinačních polymerizací
7.2 Koordinační polymerizace indukované Zieglerovými-Nattovými katalyzátory
7.2.1 Mechanismus Ziegler-Nattových polymerizací
7.2.2 Praktický význam Ziegler-Nattových polymerizací
7.3 Metathesní polymerizace
7.3.1 Metathese alkenů, alkinů a jejich derivátů
7.3.2 Metathesní polymerizace
7.3.3 Mechanismus metathesních reakcí
7.3.4 Praktický význam metathesí a metathesních polymerizací

8 DALŠÍ POLYMERIZACE ŘETĚZOVÉHO TYPU
8.1 Polymerizace přenosem skupin (GTP)
8.1.1 Michaelova reakce, monomery pro GTP
8.1.2 Mechanismus GTP
8.1.3 Syntéza funkcionalizovaných (telechických) polymerů metodou GTP
8.2 Enzymatické polymerizace
8.2.1 Biosyntéza celulosy
8.2.2 Biosyntéza přírodního kaučuku

9 ŘETĚZOVÉ KOPOLYMERIZACE STATISTICKÉHO TYPU
9.1 Význam statistických kopolymerů
9.2 Kopolymerizační rovnice
9.2.1 Odvození kopolymerizační rovnice
9.2.2 Určení kopolymerizačních parametrů
9.2.3 Kopolymerizační diagramy, typy kopolymerizací
9.3 Statistická analýza kovalentní struktury náhodných kopolymerů
9.3.1 Distribuce homopolymerních sekvencí v náhodném kopolymeru
9.3.2 Průměrná délka homopolymerních sekvencí

10 NEŘETĚZOVÉ POLYMERIZACE
10.1 Princip růstu makromolekul neřetězovými mechanismy
10.2 Polyestery
10.3 Polyamidy
10.4 Polyimidy
10.5 Polyuretany (polykarbamáty)
10.6 Epoxidové pryskyřice
10.7 Fenoplasty (fenolformaldehydové pryskyřice)
10.8 Aminoplasty
10.8.1 Močovinoplasty (močovinoformaldehydové pryskyřice)
10.8.2 Melaminoplasty (melaminoformaldehydové pryskyřice)
10.8.3 Anilinoplasty (anilinoformaldehydové pryskyřice)
10.9 Další polymery připravované neřetězovými polymerizacemi
10.9.1 Poly(oxyfenyleny)
10.9.2 Polysulfony
10.10 Kinetika neřetězových polymerizací
10.10.1 Kysele katalyzovaná přímá polyesterifikace
10.10.2 Nekatalyzovaná přímá polyesterifikace
10.10.3 Přímá polyamidace
10.10.4 Závislost početně-průměrného polymerizačního stupně na reakční době
10.11 Distribuce polymerizačních stupňů při neřetězových polymerizacích
10.12 Trojrozměrné polymerizace -kinetika tvorby polymerních sítí
10.12.1 Bod gelace
10.12.2 Kritická konverze pro gelaci reakční směsi
10.12.3 Počáteční složení reakční směsi a dosažitelnost bodu gelace

11 POLYMERY S ANORGANICKÝMI HLAVNÍMI ŘETĚZCI
11.1 Stabilita anorganických lineárních řetězců
11.2 Řetězovité anorganické polymery
11.2.1 Sklo a další lineární a rozvětvené polykřemičitany
11.2.2 Polyazeny
11.2.3 Ostatní anorganické polymery
11.3 Polysiloxany, [poly(oxysilylen)y resp silikony]
11.3.1 Lineární polysiloxany
11.3.2 Silikonové kaučuky
11.3.3 Silikonové pryskyřice

12 CHEMICKÉ REAKCE POLYMERŮ
12.1 Chemické modifikace funkčních skupin polymerů
12.1.1 Celulosa a její deriváty
12.1.2 Modifikace syntetických polymerů s heteroatomy
12.1.3 Modifikace uhlovodíkových polymerů polyacetyleneny, polyfenylenvinyleny
12.1.4 Zvláštnosti mechanismů chemických modifikací polymerů
12.1.5 Roubování polymerů
12.1.6 Radikálové roubování polymerů
12.1.7 Roubování polymerů neradikálovými reakcemi
12.2 Síťování lineárních a rozvětvených polymerů
12.2.1 Vytvrzování polymerů
12.2.2 Vulkanizace polymerů
12.3 Degradace polymerů
12.3.1 Neoxidační tepelné a fotochemické degradace a depolymerizace
12.3.2 Degradace mechanochemické a iniciované ultrazvukem
12.3.3 Oxidační degradace polymerů, ozonizace polymerů
12.3.4 Hoření a spalování polymerů
12.3.5 Biodegradace a hydrolytické degradace
12.4 Koroze polymerů
12.5 Kinetika degradací polymerů
12.5.1 Základní popis kinetiky degradací
12.5.2 Náhodné degradace
12.5 3 Degradace s centrálním štěpením makromolekul

13 ROZTOKY POLYMERŮ, METODY STANOVENÍ MOLÁRNÍCH HMOTNOSTÍ POLYMERŮ
13.1 Roztoky polymerů
13.1.1 Vlivy koncentrace a termodynamické kvality rozpouštědla
13.1.2 Realizace a indikace ideálního stavu polymerního roztoku
13.1.3 Turbidimetrie, srážecí frakcionace
13.2 Využití koligativních vlastností polymerních roztoků
13.2.1 Tenzní osmometrie
13.2.2 Ebulioskopie a kryoskopie
13.2.3 Membránová osmometrie
13.3 Metoda rozptylu světla roztoky polymerů
13.3.1 Rozptyl světla v plynech a kapalinách
13.3.2 Rozptyl světla v disperzních soustavách
13.3.3 Vyhodnocování rozptylových měření
13.4 Viskozimetrické stanovení střední molekulové hmotnosti polymeru
13.5 Sedimentační metody studia roztoků polymerů
13.6 Gelová chromatografie (SEC - Size Exclusion Chromatography)
13.6.1 Princip gelové chromatografie
13.6.2 Vyhodnocování SEC chromatogramů

14 MECHANICKÉ VLASTNOSTI POLYMERŮ
14.1 Deformace polymerů a jejich molekulární mechanismy
14.1.1 Elastická (pružná) deformace
14.1.2 Viskózní tok
14.1.3 Viskoelastická (zpožděně elastická) deformace
14.1.4 Plastická (neideální viskoelastická) deformace

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK