Students shall be able to:

1. Master the relationships between the molecular architecture and application properties of polymers.

2. Undrestand the effect of reactor conditions on polymer properties.

3. Apply the knowledge of basic theoretical concepts from colloids.

4. Utilize the knowledge of colloids for their stabilization and preparation.

5. Undrestand the differences of product and classical process-oriented chemical engineering.

Po absolvování předmětu budou studenti:

1. Rozumět souvislostem mezi molekulární architekturou a aplikačními vlastnostmi polymerů.

2. Rozumět vlivu reakčních podmínek na vlastnosti polymerů.

3. Ovládat základní teoretické koncepty související s koloidy.

4. Umět využít znalosti z koloidů pro jejich stabilizaci či přípravu.

5. Chápat podstatu produktového inženýrství a odlišnost cílů produktového inženýrství od klasického procesně orientovaného chemického inženýrství.

R: Cussler E.L., Moggridge G.D.: Chemical product design (2nd edition), Cambridge Univ. Press (2011). ISBN-13: 978-0-521-16822-9.

R: Young R.J., Lovell P.A.: Introduction to Polymers (3rd edition), CRC Press (2011). ISBN-13: 978-0-8493-3929-5.

R: Hunter R.J.: Introduction to Modern Colloid Science, Oxford University Press (1996). ISBN: 0-19-855386-2.

A: Hamley I.W.: Introduction to Soft Matter, Wiley (2003). ISBN: 0-471-89952-6.

Z: Cussler E.L., Moggridge G.D.: Chemical product design (2nd edition), Cambridge Univ. Press (2011). ISBN-13: 978-0-521-16822-9.

Z: Young R.J., Lovell P.A.: Introduction to Polymers (3rd edition), CRC Press (2011). ISBN-13: 978-0-8493-3929-5.

Z: Hunter R.J.: Introduction to Modern Colloid Science, Oxford University Press (1996). ISBN: 0-19-855386-2.

D: Hamley I.W.: Introduction to Soft Matter, Wiley (2003). ISBN: 0-471-89952-6.

Lectures and seminars.

Přednášky a cvičení.

Two written tests during the course. Two questions at oral exam.

Dva testy během semestru. Dvě otázky u ústní zkoušky.

1. Soft matter. Properties of meso-structured materials. Crystalline, semi-crystalline and amorphous materials.

2. Polymers. Relationships between molecular architecture and meso-scale morphology of polymers.

3. Chain length distribution. Moments of distributions. Polydispersity. Gel permeation chromatography.

4. Polycondensation. The effect of chamical reaction equilibrium and stoichiometry on the polycondensation. Gelation.

5. Free-radical polymerization. Reaction mechanism. The effect of chain termination mechanism on polydispersity.

6. Mechanical properties of materials and their temperature dependence. Toughness and impact resistance.

7. Force interactions between atoms, molecules and bodies. Types of non-covalent interactions. Hamacker constant.

8. Types and properties of dispersions. Suspension, emulsion, smoke, fog, foam, aerosols, alloys.

9. Colloids and their classification and properties. Force interactions in colloidal systems.

10. Electrostatic interactions of colloid particles. Electric double layer. DLVO theory. Stability of colloids and coagulation.

11. Surface and interphase tension. Wetting of smooth and rough materials. Adsorption. Laplace and Kelvin equation. Foams.

12. Surfactants. Langmuir adsorption isotherm. Detergents. Critical micelle concentration.

13. Product engineering of speciality products vs chemical engineering of commodity chemicals. Innovations.

14. Case studies of product engineering: coffee cup, heating and ventillation of home, car muffler, ...

1. Měkká hmota. Vlastnosti meso-strukturovaných materiálů. Krystalické, semikrystalické a amorfní materiály.

2. Polymery. Souvislost mezi molekulární architekturou a morfologií polymerů na meso-měřítku.

3. Distribuce délek polymerních řetězců. Momenty distribuce. Polydispersita. Gelová permeační chromatografie.

4. Polykondenzace. Vliv chemické rovnováhy a stechiometrie na polykondenzaci. Gelace.

5. Volně-radikálová polymerace. Reakční mechanismus. Vliv mechanismu terminace na distribuci délek řetězců.

6. Mechanické vlastnosti materiálů a jejich závislost na teplotě. Houževnatost.

7. Silové interakce mezi atomy, molekulami a tělesy. Typy nekovalentních interakcí. Hamakerova konstanta.

8. Typy a vlastnosti disperzí. Suspenze, emulze, kouře, mlhy, pěny, pasty, aerosoly, slitiny.

9. Koloidy a jejich klasifikace a obecné vlastnosti. Silové interakce v koloidech.

10. Elektrostatické interakce koloidních částic. Elektrická dvojvrstva. Teorie DLVO. Stabilita koloidů a koagulace.

11. Povrchové a mezifázové napětí. Smáčivost hladkých a drsných materiálů. Adsorpce. Laplaceova a Kelvinova rovnice. Pěny.

12. Surfaktanty (povrchově aktivní látky). Langmuirova adsorpční isoterma. Detergenty. Kritická koncentrace micel.

13. Produktové inženýrství specialit vs chemické inženýrství pro komoditní chemikálie. Inovační procesy.

14. Praktické studie produktového inženýrství: šálek na kávu, vytápění domu s větráním a zdravou vlhkostí, výfuk, ...

PowerPoint files given after lessons.

Prezentace budou poskytnuty po přednáškách.

Physical chemistry I or equivalent.

Chemical engineering I or equivalent.

Fyzikální chemie I nebo ekvivalent.

Chemické inženýrství I.