Makromolekulární chemie (FSI-TOM)

Akademický rok 2022/2023
Garant: RNDr. Michaela Šimšíková, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Předmět seznamuje studenty se základy makromolekulární chemie v rozsahu vhodném pro studium některých inženýrských oborů, např. pro nanotechnologie. Cílem je objasnění základních vlastností makromolekulárních látek, technologie výroby a zpracování významných polymerů a jejich aplikace v materiálovém inženýrství, medicíně, farmacii a kosmetice.
Výstupy studia a kompetence:
Kurz usnadní studentům orientaci při výběru diplomového úkolu. Získání všeobecných znalostí v oblasti organických makromolekulárních látek jim umožní lépe pochopit nové technologické procesy aplikovatelné při vývoji moderních materiálů.
Prerekvizity:
Obecná a fyzikální chemie, obecná fyzika a termodynamika.
Obsah předmětu (anotace):
Základní pojmy makromolekulární chemie a její místo v polymerních vědách. Struktura a názvosloví polymerů. Základní definice a vztahy, podmínky vzniku makromolekul. Polymerizační reakce. Přehled základních průmyslových polymerů, jejich vlastnosti a aplikace. Přírodní polymery, funkce a aplikace. Nanostrukturované polymery a kompozity a jejich využití v praxi.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna cvičením, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Maximální počet 100 bodů.
1. Závěrečný test, max 60 bodů: závěrečný test z přednášek (konec semestru).
2. Seminární práce, max 40 bodů: Seminární práce na zadané téma.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Zpracování seminární práce na dané téma a její prezentace.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Předmět a vývoj oboru makromolekulární chemie a její místo v polymerní vědě. Podstata, význam a historie polymerů. Základní definice, podmínky vzniku makromolekul (1-3).

Struktura makromolekul - konstituce, konfigurace a konformace makromolekul, nomenklatura polymerů. Rozdělení a vlastnosti polymerů (4-7).

Klasifikace polyreakcí – stupňovité (polykondenzace, polyadice), řetězové polyreakce (radikálová polymerace, kopolymerizace, iontová polymerace), jiné způsoby polymerizace, technika polymerizace (8-13).

Degradace a stárnutí polymerů, metody ochrany (14-15).

Významné průmyslové polymery: technologie výroby, vlastnosti a aplikace (16-17).

Přírodní makromolekuly, bioanalogické a biokompatibilní polymery, polymery v medicíně, kosmetice a farmacii, biomimetické makromolekuly. Enzymatické syntézy biopolymerů, biokompatibilita, toxicita - charakterizace a testování materiálů in vitro i in vivo (18-22).

Nanostrukturované polymery a kompozity. Jejich využití v praxi. Nanočástice z přírodních biopolymerů (micely, liposomy, polysacharidy) (23-26).
    Cvičení Významné průmyslové polymery: technologie výrob, vlastnosti a aplikace.

Přírodní makromolekuly, bioanalogické a biokompatibilní polymery, polymery v medicíně, kosmetice a farmacii, biomimetické makromolekuly. Enzymatické syntézy biopolymerů, biokompatibilita, toxicita - charakterizace a testování materiálů in vitro i in vivo.

Nanostrukturované polymery a kompozity. Jejich využití v praxi. Nanočástice z přírodních biopolymerů (micely, liposomy, polysacharidy).

Recyklace a zneškodňování plastů.
Literatura - základní:
1. PROKOPOVÁ I.: Makromolekulární chemie, učební text VŠCHT, 2004, 2007, ISBN 978-80-7080-662-3.
2. KUČERA, M.: Makromolekulární chemie. Synthesa molekul. VUTIUM, Brno 1999, ISBN 80-214-1330-1.
3. KUČERA M.: Vznik makromolekul I. Obecné poznatky o zákonitostech tvorby polymerů, VUTIUM, Brno 2003, ISBN 80-214-2127-4.
4. KUČERA M.: Mechanismus a kinetika polymerací. Academia Praha 1984. ISBN 21-074-84.
5. MLEZIVA J., ŠŇUPÁREK J.: Polymery – výroba, struktura, vlastnosti a použití. 2. přepracované vydání. Sobotáles Praha 2000. ISBN 80-85920-72-7.
6. DUCHÁČEK V.: Polymery - výroba, vlastnosti, zpracování, použití. 2. vyd. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Praha 2006. ISBN 80-7080-617-6.
6. BILLMEYER F.W.Jr.: Textbookof Polymer Science, J.WileySons, New York 2004, ISBN 9780471031963.
7. STEVENS M.P.: Polymer Chemistry. An Introduction. Oxford University Press, Inc., New York 1999, ISBN 0-19-512444-8.
8. KUŘITKA I., SLOBODIAN P., SAHA N.: Recyklace a zneškodňování tuhých odpadů. Skripta UTB Zlín, 2006, ISBN 8073184907.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 6 Povinně volitelný 1 1 Z
B-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinně volitelný 1 2 Z