| NAZIV PREDMETA |
Polimerizacijski procesi |
|---|
Kod |
|
Nositelj/i predmeta |
Prof. dr. sc. Matko Erceg |
Bodovna vrijednost (ECTS) |
8.0 |
|
Suradnici |
|
Način izvođenja nastave (broj sati u semestru) |
|
|
Status predmeta |
Obvezni |
Postotak primjene e-učenja |
0 % |
|
| OPIS PREDMETA |
Ciljevi predmeta |
upoznavanje s mehanizmima i kinetikom polimerizacijskih reakcija (postupnih i lančanih) te njihovom tehnološkom provedbom
- rad u odgovarajućim proizvodnim pogonima i/ili laboratorijima
- razumijevanje važnosti polimera u suvremenom društvu |
Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet |
Nema. |
Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja) |
Nakon položenog ispita od studenta se očekuje da zna:
- razlikovati osnovne vrste polimera
- nabrojiti ishodne sirovine za proizvodnju polimera
- razlikovati osnovne reakcije polimerizacije
- objasniti osnovne parametre za ispravno vođenje procesa polimerizacije
- objasniti koji se širokoprimjenjivi polimeri dobivaju kojim reakcijama polimerizacije
- provesti odabrane reakcije polimerizacije na laboratorijskoj opremi
- zaključiti o važnosti polimera u suvremenom društvu
- uporabiti stečena znanja u inženjerskoj praksi |
Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave |
1. tjedan: Uvod. Svjetska proizvodnja polimera, glavne primjene polimera, povijesni razvoj organskih sintetskih polimera. Proizvodnja monomera za polimere iz petrokemijskih i obnovljivih sirovina.
2. tjedan: Podjela polimerizacijskih reakcija. Karakteristike postupnih i lančanih reakcija. Postupne polimerizacije. Mehanizam. Kinetika katalizirane polimerizacije. Kinetika nekatalizirane polimerizacije. Analitički izrazi za brzinu reakcije.
3. tjedan: Ovisnost prosječnog stupnja polimerizacije i prosječne molekulske mase o vremenu polimerizacije. Definicija prosječnih molekulskih masa. Floryjeva najvjerojatnija raspodjela molekulskih masa (brojčani i maseni prosjek).
4. tjedan: Modificirana Carothersova jednadžba: prosječna funkcionalnost i kritična konverzija. Carothersova jednadžba za nestehiometrijski omjer bifunkcionalnih monomera. Tehnička izvedba postupne polimerizacije (polimerizacija u masi, polimerizacija na međupovršini).
5. tjedan: Primjeri termoplastičnih postupnih polimera: poliesteri, polikarbonati, poliamidi (alifatski i aromatski), poliimidi, polisulfoni, poli(fenilen-oksid), poliuretani, polisiloksani. Teorija umreženja.
6. tjedan: Primjeri termoreaktivnih postupnih polimera: nezasićeni poliesteri i modificirani alkidi, fenolformaldehidni polimeri, epokidne smole). Lančane polimerizacije - karakteristike.
7. tjedan: Radikalne lančana polimerizacija, Vrste inicijatora. Mehanizam polimerizacije (inicijacija, propagacija i prijenos rasta lanca, terminacija). Brzina polimerizacije (analitički izraz). Kinetička duljina lanca. Prosječni stupanj polimerizacije i prosječna molekulska masa. Raspodjela molekulskih masa.
8. tjedan: Ionske lančane polimerizacije. Anionska polimerizacija: inicijatori, mehanizam, brzina polimerizacije, kinetička duljina lanca, prosječni stupanj polimerizacije, raspodjela molekulskih masa. Anionska polimerizacija: inicijatori, mehanizam, brzina polimerizacije, kinetička duljina lanca, prosječni stupanj polimerizacije, raspodjela molekulskih masa.
9. tjedan: Utjecaj temperature na brzinu polimerizacije. Stereospecifična polimerizacija. Sastav Ziegler-Natta katalizatora. Mehanizam stereospecifične polimerizacije. Osnovne karakteristike stereoregularnih polimera. Metaloceni. Polimerizacija uz metalocenske katalizatore.
10. tjedan: Primjeri lančanih polimera: polietilen, poli(vinil-klorid), polipropilen, polistiren, poli(metil-metakrilat), poliakrilonitril, poli(tetrafluoretilen)...
11. tjedan: Kopolimerizacija. Vrste kopolimera. Jednadžba kopolimerizacije. Eksperimentalno određivanje omjera reaktivnosti (Lewis –Mayo metoda). Allfrey-Price metoda određivanja pojedinačne reaktivnosti monomera u kopolimerizaciji. Raspodjela i prosječna duljina sekvencija u kopolimeru.
12. tjedan: Tehnička izvedba procesa polimerizacije. Homogena polimerizacija: u masi, u otopini. Heterogena polimerizacija: u masi, u otopini i u suspenziji.
13. tjedan: Polimerizacija u superkritičnom CO2. Industrijska proizvodnja širokoprimjenjivih polimera: polietilen niske gustoće i polietilen visoke gustoće (polimerizacija u cijevnom reaktoru i autoklavnom reaktoru). Polimerizacija etilena u suspenziji, u otopini i plisnkoj fazi.
14. tjedan: Borstar bimodalni postupak. Poli(vinil-klorid): proizvodnja i primjena. Polipropilen i polistiren (tehničke izvedbe polimerizacijskog procesa).
15. tjedan: Završno predavanje, rasprava, komentari, zaključci.
Laboratorijske vježbe:
Vježba 1. Sinteza fenol-formaldehidne smole.
Vježba 2. Poliesterifikacija adipinske kiseline s dietilen glikolom.
Vježba 3. Sinteza modificirane alkidne smole.
Vježba 4. Suspenzijska polimerizacija stirena.
Vježba 5. Emulzijska polimerizacija vinil-acetata.
Vježba 6. Priprava poli(vinil-alkohoal) alkoholizom poli(vinil-acetata).
Vježba 7. Sinteza poliamida 610 polimerizacijom na granici faza. |
Vrste izvođenja nastave: |
|
Obveze studenata |
Prisustvovanje predavanjima i seminarima u 80%-tnom iznosu, a laboratorijskim vježbama u 100%-tnom iznosu od ukupnog fonda sati. |
Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta): |
Pohađanje nastave |
1.5 |
Istraživanje |
0.0 |
Praktični rad |
0.3 |
Eksperimentalni rad |
1.5 |
Referat |
0.4 |
Priprema za kolokvij iz lab. v |
0.7 |
Esej |
0.0 |
Seminarski rad |
0.0 |
|
|
Kolokviji |
1.2 |
Usmeni ispit |
1.2 |
|
|
Pismeni ispit |
1.2 |
Projekt |
0.0 |
|
|
|
Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu |
KONTINUIRANO VREDNOVANJE putem dva kolokvija tijekom semestra:
Nazočnost na nastavi, A1(uspješnost=70 -100 %), udjel u ocjeni, k1 =0,10
Laboratorijske vježbe, A2(uspješnost=60 -100 %), udjel u ocjeni, k2 =0,20
I. kolokvij, A3 (uspješnost=60 -100 %), udjel u ocjeni, k3 =0,35
II. kolokvij, A4 (uspješnost=60 -100 %), udjel u ocjeni, k4 =0,35
OCJENA (%) = 0,10A1+0,20A2 + 0,35A3+ 0,35A4
ZAVRŠNO VREDNOVANJE putem cjelovitog pisanog i usmenog ispita provodi se u redovitim ispitnim rokovima kroz 4 ispitna termina:
Aktivnosti A1 i A2 vrednuju se na isti način kako je gore navedeno.
Pisani ispit, A5 (uspješnost=60 -100 %), udjel u ocjeni, k5 =0,30
Usmeni ispit, A6 (uspješnost=60 -100 %), udjel u ocjeni, k6 =0,40
OCJENA (%) = 0,10A1+0,20A2 + 0,30A5 + 0,40A6
Ocjene: 60 -70 % - dovoljan (2); 71-80 % - dobar (3); 81-90 % - vrlo dobar (4);
91-100 % - izvrstan (5).
Ukoliko je student položio samo jedan kolokvij tijekom kontinuirane provjere pristupa polaganju cjelovitog ispita u redovitim ispitnim rokovima a položeni dio gradiva mu se priznaje do kraja akademske godine kao dio pisanog ispita. |
Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija) |
Naslov |
Broj primjeraka u knjižnici |
Dostupnost putem ostalih medija |
H. Ulrich, Introduction to Industrial Polymers, Hanser Publishers, Munich, 1992.; |
1 |
|
A. G. Odian, Principles of Polymerization, 4th edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2004. |
1 |
|
Z. Janović, Polimerizacije i polimeri, Kemija u industriji, Zagreb, 1997.; |
2 |
|
F. Rodriguez, Polymer Science and Technology, Taylor and Francis, Philadelphia, 1996. |
1 |
|
|
Dopunska literatura |
H. Ulrich, Row Materials for Industrial Polymers, Hanser Publishers, Vienna 1988.;
A. Ravve, Principles of Polymer Chemistry, Plenum Press, London, 1995.;
G.M. Wells, Handbook of Petrochemicals and Processes, Ashgate Publishing Ltd, Aldershot, 1999.
|
Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja |
Praćenje kvalitete i uspješnosti obavljat će se na tri razine:
(1) Sveučilišnoj; (2) Fakultetskoj, pomoću Povjerenstva za kontrolu kvalitete nastave; (3) Nastavničkoj razini. |
Ostalo (prema mišljenju predlagatelja) |
|
