Στοιχεία Μαθήματος

Επιστήμη Πολυμερών

0
Το μάθημα δεν θα διδαχθεί σε αυτό το εξάμηνο
Διδάσκων (Διδάσκοντες)
gpasp
Προπτυχιακά Μαθήματα
Χειμερινό
3ο Έτος
5o Εξάμηνο (3ο Έτος, Χειμερινό)
Τύπος Μαθήματος
Επιστημονικής Περιοχής
Κατηγορία μαθήματος
Υποχρεωτικά Μαθήματα
Κωδικός Μαθήματος:
CHM_570
Σύνδεσμος URL Περιεχομένου Μαθήματος:
E-Class (CMNG2154)
Μονάδες:
4
Μονάδες ECTS:
5
Διαθέσιμότητα μαθήματος σε φοιτητές Erasmus:
Όχι
Γλώσσα Διδασκαλίας:
Ελληνικά
Εργαστήριο:
Διαλέξεις:
3Ωρ./Εβδ.
Φροντηστήριο:
1Ωρ./Εβδ.
Εργασίες:
1/Εξάμηνο
Τύπος Διδασκαλίας
Ώρες γραφείου για τους φοιτητές:
Δευτέρα και Τρίτη, 9.00-10.30 στον σύνδεσμο: https://upatras-gr.zoom.us/j/91966995803?pwd=bzFrZTVRZyszK1pVVzN1VjVWaUZnUT09
Λεπτομέρειες Μαθήματος

Στο τέλος του μαθήματος ο φοιτητής θα μπορεί να :

  1. Γνωρίζει και να χρησιμοποιεί τις βασικές έννοιες που χαρακτηρίζουν τα πολυμερικά υλικά.
  2. Γνωρίζει τις βασικές αρχές της χημείας των σταδιακών και αλυσωτών αντιδράσεων πολυμερισμού.
  3. Καταστρώνει τις κινητικές εξισώσεις των αντιδράσεων πολυμερισμού.
  4. Κατανοεί και να χειρίζεται τις βασικές έννοιες της στατιστικής θερμοδυναμικής των μακρομοριακών διαλυμάτων και πως αυτές διαφοροποιούνται από εκείνες των μικρών μορίων.
  5. Γνωρίζει τις βασικές αρχές που διέπουν διάφορες τεχνικές χαρακτηρισμού των πολυμερών όπως οσμωμετρία, ιξωδομετρία και χρωματογραφία πηκτώματος.
  6. Γνωρίζει τις καταστάσεις των πολυμερών (άμορφη, κρυσταλλική) και πως αυτές επηρεάζουν τις τελικές ιδιότητες τους στην στερεά κατάσταση. Να κατανοεί την σχέση της διαμόρφωσης της αλυσίδας με τις θερμικές ιδιότητες Τg ,Τm.
  7. Κατανοεί τις βασικές έννοιες της ιξωδοελαστικότητας των πολυμερών, να γνωρίζει και να επιλέγει τις μεθόδους που χρειάζονται για τον προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων των πολυμερών στην στερεά κατάσταση.

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει όμως να έχουν βασικές γνώσεις Οργανικής Χημείας, Φυσικοχημείας και Θερμοδυναμικής.

  1. Εισαγωγή

Ονοματολογία μακρομορίων, βαθμός πολυμερισμού και μέσες μοριακές μάζες, ταξινόμηση αντιδράσεων πολυμερισμού μακρομορίων

  1. Χημεία σταδιακών αντιδράσεων πολυμερισμού

Μονομερή και γενικά σχήματα σταδιακών αντιδράσεων, πολυμερή υψηλής μηχανικής και θερμικής αντοχής, δικτυωμένα πολυμερή (θερμοσκληραινόμενα), δενδρομερή.

  1. Κινητική σταδιακών αντιδράσεων πολυμερισμού

Εξισώσεις ταχύτητας, σχέση βαθμού πολυμερισμού με την απόκλιση από την στοιχειομετρία των δραστικών ομάδων, μοριακή κατανομή προϊόντων πολυμερισμού, κινητική αντιδράσεων που οδηγούν στην δημιουργία πηκτώματος.

  1. Χημεία αλυσωτών αντιδράσεων πολυμερισμού μέσω ελευθέρων ριζών, ρόλος της χημικής σύστασης του μονομερούς, εκκινητές, θερμική κατάλυση, κατάλυση από οξειδοαναγωγικά συστήματα, δραστικότητα εκκινητών, επιβραδυντές/παρεμποδιστές αντιδράσεων, ελεγχόμενος πολυμερισμός μέσω ελευθέρων ριζών.
  2. Κινητική αλυσωτών αντιδράσεων πολυμερισμού

Κινητικό σχήμα (έναρξη, πρόοδος, τερματισμός), ταχύτητες πολυμερισμού, προσδιορισμός κινητικών σταθερών, βαθμός πολυμερισμού προϊόντων αντίδρασης, σχέσεις DPnDPw με τον βαθμό προόδου της αντίδρασης. Φαινόμενο Trommsdorff. Επίδραση αντιδράσεων μεταφοράς στις κινητικές εξισώσεις.

  1. Kινητική αντιδράσεων συμπολυμερισμού

Κινητικό σχήμα, λόγοι δραστικότητας, εξίσωση συμπολυμερισμού, ιδανικός συμπολυμερισμός, αζεοτροπικός συμπολυμερισμός, εναλλασσόμενος συμπολυμερισμός. Προσδιορισμός λόγων δραστικότητας.

  1. Στατιστική θερμοδυναμική μακρομοριακών διαλυμάτων

Στοιχεία στατιστικής θερμοδυναμικής (ιδανικά, κανονικά διαλύματα), θεωρία δικτύου μακρομοριακών διαλυμάτων (Flory, Huggins), εντροπία αναμίξεως αθερμικών διαλυμάτων, ενθαλπία αναμίξεως και χημικά δυναμικά κανονικών διαλυμάτων, θερμοδυναμικά μεγέθη πραγματικών μακρομοριακών διαλυμάτων, παράμετρος αλληλεπίδρασης.

  1. Ισορροπίες φάσεων, διαλυτότητα

Συνθήκες ευστάθειας, διμερή συστήματα πολυμερές/διαλύτης, διμερή συστήματα πολυμερές 1 /πολυμερές Ζ (πολυμερικά μίγματα).

  1. Αραιά μακρομοριακά διαλύματα και μέθοδοι χαρακτηρισμού πολυμερών, ωσμωτική πίεση-προσδιορισμός Μn, ιξωδομετρία-προσδιορισμός Μν, χρωματογραφία πηκτώματος-προσδιορισμός μέσων ΜΒ και μοριακής κατανομής.
  2. Ιδιότητες μακρομορίων στην στερεά κατάσταση

Κρυσταλλική κατάσταση, παράγοντες που επηρεάζουν κρυσταλλικότητα, θερμοδυναμική κρυστάλλωσης πολυμερών, κινητική κρυστάλλωσης, τήξη των πολυμερών, άμορφη κατάσταση, υαλώδης μετάβαση, Τg, παράγοντες που επηρεάζουν την Τg , θεωρία ελευθέρου όγκου.

  1. Μηχανικές ιδιότητες

Εισαγωγή στην ιξωδοελαστικότητα, μοντέλο Μaxwell, μοντέλο Kelvin, ερπυσμός, χαλάρωση τάσης, μηχανική αστοχία πολυμερών-εφελκυσμός.

Παραδόσεις του μαθήματος με powerpoint.

Εκτεταμένη χρήση του e-class για εμπέδωση θεωρίας και επίλυση ασκήσεων.

Οργάνωση Διδασκαλίας

Δραστηριότητα

Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου

Διαλέξεις

39

Επίλυση Ασκήσεων στην τάξη

13

Εκπόνηση εργασιών και μελέτη

78

Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):

130 Ώρες

Γλώσσα αξιολόγησης είναι η Ελληνική.

Η αξιολόγηση περιλαμβάνει :

Γραπτή πρόοδο μετά την ολοκλήρωση των 5 πρώτων ενοτήτων (για βαθμούς άνω του 5 υπάρχει bonus που προστίθεται στην τελική βαθμολογία εάν ο φοιτητής εξασφαλίσει τουλάχιστον 4).

Γραπτή τελική εξέταση.

Ελάχιστος προβιβάσιμος βαθμός 5.

Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά στο eclass του μαθήματος: https://eclass.upatras.gr/courses/CMNG2154/ και στο φύλλο μαθήματος στον Οδηγό Σπουδών.

  1. «Συνθετικά Μακρομόρια, Βασική Θεώρηση», Α.Ντόντος, Εκδ. Κωσταράκης, Αθήνα, 2012.
  2. «Επιστήμη και Τεχνολογία Πολυμερών», Κ. Παναγιώτου, Εκδ. ΠΗΓΑΣΟΣ, Θεσσαλονίκη.
  3. «Polymers: Chemistry Physics of modern materials” J.M.G. Cowie, 2nd Ed., Blakie, London, 1991.
  4. “Polymer Chemistry” P.C.Hiemenz, T.P. Lodge, 2nd Ed., CRC Press, New York, 2007.