PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Fyzikální chemie polymerních soustav - P112003
Anglický název: Physical Chemistry of Polymeric Systems
Zajišťuje: Ústav polymerů (112)
Platnost: od 2019
Semestr: oba
Body: 0
E-Kredity: 0
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 3/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: zimní:neomezen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: doktorské
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Brožek Jiří prof. Ing. CSc.
Horský Jiří Ing. CSc.
Záměnnost : D112004
Je záměnnost pro: AP112003
Anotace -
Poslední úprava: Brožek Jiří prof. Ing. CSc. (17.08.2018)
Předmět rozšiřuje a prohlubuje znalosti studentů v oblasti fyzikální chemie polymerů přednášených v magisterských studijních programech. Standardní dvouparametrovou teorii polymerních kapalin doplňuje moderním škálovacím přístupem. Učí studenty principům a použití nejdůležitějších experimentálních metod fyzikálně-chemické charakterizace pokročilých polymerních systémů. Studenti mohou absolvovat předmět v češtině nebo angličtině.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (18.04.2018)

Studenti budou umět (i) aplikovat základní fyzikální metody při charakterizaci polymerů, (ii) navrhnout metody pro stanovení molární hmotnosti polymerů a její distribuce a (iii) popsat vlastnosti roztoků polymerů

Literatura -
Poslední úprava: Brožek Jiří prof. Ing. CSc. (17.08.2018)

(Z) Pouchlý J.: Fyzikální chemie makromolekulárních a koloidních soustav, skripta VŠCHT Praha 1998, ISBN 80-7080-331-2.

(Z) Elias H.G.: An Introduction to Polymer Science, Wiley - VCH, Weinheim, 1997, ISBN 928-3-527-28790-1.

(Z) Sperling L.H.:Introduction to Physical Polymer Science, John Wiley and Sons, 2006, ISBN 13 978-0-471-70606-9.

(D) Munk P.: Introduction to Macromolecular Science, Wiley Interscience, 1989, ISBN 0-471-83212X.

(D) Rubinstein M., Colby R.H.: Polymer Physics, Oxford Univ. Press, 2004, ISBN 978-0-1985-20597.

(D) Teraoka, I.: Polymer solutions : an introduction to physical properties. New York : Wiley-Interscience, 2002, ISBN 978-0-471-38929-3.

Studijní opory -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (18.04.2018)

Encyclopedia of Polymer Science and Technology, J. Wiley @ Sons (http://www.vscht.cz/pol/)

Sylabus -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (18.04.2018)

Molární hmotnost a neuniformita polymerů. Průměry molárních hmotností a distribuční funkce. Vztah k polymerizačnímu mechanismu.

Ideální a reálné polymerní řetězce, rozměrové charakteristiky. Modely ideálního řetězce. Entropická elasticita polymerního řetězce. Gibbsova volná energie ideálního řetězce.

Rozměry reálného řetězce. Vyloučený objem segmentu. Mayerova funkce. Expanze a kolaps polymerního klubka v atermálním a špatném rozpouštědlo. Deformace polymerního klubka - napěťový blob.

Termodynamika polymerních roztoků. Interakce polymer rozpouštědlo. Floryho-Hugginsova teorie. Fázové rovnováhy, spinodála a binodála, kritická rozpouštěcí teplota. Osmotický tlak zředěného roztoku.

Koncentrační režimy polymerních roztoků. Hraniční koncentrace středně koncentrovaného roztoku. Škálovací teorie. Teplotní a korelační blob. Osmotický tlak středně koncentrovaného roztoku. Rozměry polymerního klubka v koncentrovaném roztoku a tavenině.

Elastický rozptyl světla v polymerních roztocích. Rayleigho rozptyl na malých částicích. Rozptyl v kondenzované fázi, fluktuace koncentrace. Rozptyl na středně velkých částicích, rozptylový vektor, úhlová závislost intenzity. Zimmův diagram.

Elastický rozptyl ostatních druhů záření - neutronů a Roentgenova záření. Vliv krátké vlnové délky na hodnotu rozptylového vektoru a pozorované objekty. Guinierova aproximace.

Dynamický rozptyl světla, fotonová korelační spektroskopie. Siegertův vztah. Poloměr hydrodynamicky ekvivalentní koule. Z-průměr difuzního koeficientu. Programové vybavení (Contin, Repes). Měření zeta-potenciálu.

Makromolekulární hydrodynamika a dynamika polymerů. Gaussovský řetězec. Rouseův a Zimmův model polymerních roztoků. Floryho-Foxova teorie. Markova-Houwinkova rovnice.

Nenewtonské chování polymerních tekutin. Oblast použitelnosti Rouseova modelu na koncentrované roztoky a taveniny polymerů. Reptační model zapletených roztoků a tavenin.

Experimentální metody stanovení distribuce molárních hmotností polymerů. Rozměrově vylučovací chromatografie, frakcionace tokem v silovém poli, MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie. Přednosti a omezení, aplikační oblasti.

Větvené polymery. Typy větvení, hypervětvené polymery a dendrimery. Krametrův teorém, gyrační poloměry vybraných architektur. Kontrakční faktory hydrodynamických vlastností.

Gely fyzikální (termoreverzibilní) a chemické. Bod gelace, kritická konverze, funkčnost uzlu. Deformace a botnání gelu. Floryho-Rehnerova rovnice. Rozpustnost krystalického polymeru.

Slabé a silné polyelektrolyty, rozšířená Henderssonova-Haselbalchova rovnice. Expanze molekuly polyelektrolytu, vliv iontové síly. Rozdělení náboje, Poissonova-Boltzmanova rovnice. Kondenzace protiiontů - Manningova teorie. Donnanova rovnováha.

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (18.04.2018)

Absolvování seminářů a ústní zkouška.

Hodnocení studenta
Forma Váha
Aktivní účast na výuce 20
Obhajoba individuálního projektu 30
Ústní zkouška 50

 
VŠCHT Praha