Plasty (FSI-WPL)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. RNDr. Jiří Tocháček, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Z hlediska materiálového inženýrství je cílem předmětu postavit
vedle kovů a konstrukční keramiky další plnohodnotné materiály,
polymery a kompozity s polymerní matricí. Úkolem je seznámit
studenty se strukturou, zpracováním, vlastnostmi a modifikací
konstrukčních plastů. Umožnit studentům pochopení kladů a záporů
těchto materiálů tak, aby je mohli progresivně používat.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají přehled o souvislostech mezi složením, technologií
výroby, strukturou a mechanickými vlastnostmi polymerů, příp.
kompozitů s polymerní matricí. Znalosti umožní vybrat nejvhodnější
materiál pro danou aplikaci, posoudit vliv provozních podmínek na
chování polymerních materiálů a predikovat životnost konstrukčních
dílů z plastů. Studenti jsou seznámeni s možnostmi recyklace plastů.
Prerekvizity:
Student musí být seznámen se základními typy monomerů a polymeračních reakcí, vztahy mezi strukturou polymerů a fyzikálně-chemickými vlastnostmi a s metodami studia struktury a vlastností polymerů.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět pojednává o materiálech, které v mnoha aplikacích nahrazují klasické materiály a vedle technických skel a keramik vytvářejí novou třídu moderních konstrukčních materiálů.Obsahem je: Molekulární a nadmolekulární struktura polymerů, molekulová hmotnost, přechodové teploty.Viskoelasticita, reologické modely, napěťově - deformační chování, vliv rychlosti zatěžování, teploty a času, časově - teplotní superpozice, degradace a stárnutí. Polymerní kompozity, anizotropie vlastností, výroba, použití. Přehled základních typů konstrukčních plastů, vlastnosti, použití. Technologie zpracování plastů, zásady konstruování plastových výrobků. Plasty v životním prostředí, zdroje a struktura odpadů, směry vývoje recyklace, recyklace plastových odpadů na polymery, nízkomolekulární produkty; spalování.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet: Podmínkou udělení zápočtu je 100 % přítomnost ve cvičeních
(neúčast bude řešena individuálně), aktivní účast na programu cvičení,
splnění podmínek průběžné kontroly. U zápočtu je zhodnocena aktivita
studenta na cvičeních a výsledky jsou předány zkoušejícímu.
Zkouška: V písemné části je pomocí souboru 30 otázek prověřena
orientace v celé probrané látce. Každá odpověď je hodnocena 5 body,
lze získat maximálně 150 bodů. Pokud student získá 75 bodů a méně, u zkoušky nevyhověl. Získá-li 76 až 90 bodů, postupuje k ústní zkoušce s hodnocením "dostatečně/E", při zisku 91 až 105 bodů je hodnocen "uspokojivě/D", získá-li 106 až 120 bodů, je hodnocen jako "dobře/C", při zisku 121 až 135 bodů je hodnocen jako "velmi dobře/B" a získá-li 136 až 150 bodů, je hodnocen jako "výborně/A". Při ústní zkoušce prokazuje hloubku znalostí v oblastech, které určí zkoušející. Výsledná klasifikace studenta: Zohledňuje hodnocení ze cvičení a zahrnuje výsledky písemné i ústní části zkoušky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Podmínkou udělení zápočtu je přítomnost studenta ve všech cvičeních a splnění zadaných úkolů. Pokud student tuto podmínku nesplní, může mu být v odůvodněných případech stanovena náhradní podmínka.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1.Polymery (struktura a vlastnosti)
2.Reologické modely chování polymerů, chování polymerů při tahovém zatížení, časově teplotní superpozice
3.Kompozity s polymerní matricí:klasifikace plniv a polymerních matric
4.Základní informace o částicových, krátkovláknových a dlouhovláknových kompozitech
5.Mechanické vlastnosti kompozitů
6.Technologie výroby kompozitů
7.Přehled polymerů a kompozitů s polymerní matricí-termoplasty,jejich základní vlastnosti a možnosti použití
8.Přehled polymerů a kompozitů s polymerní matricí-reaktoplasty,jejich základní vlastnosti a možnosti použití
9.Technologie zpracování konstrukčních plastů (lisování, vakuové lisování, přetlačování, extruze)
10.Technologie zpracování konstrukčních plastů (vyfukování,injekční vstřikování)
11.Spojování plastů
12.Degradace polymerních materiálů (degradace vyvolaná mechanickým zatížením, radiací a stykem materiálu s kapalinami)
13.Odpadové hospodářství (problematika zpracování a zneškodňování odpadů; hlavně polymerních)
    Laboratorní cvičení 1.Výpočtové cvičení I
2.Výpočtové cvičení II
3.Experimentální určení dynamické lomové houževnatosti
4.Exkurze na odborné pracoviště
5.Závěrečné cvičení – odpovědi na dotazy, diskuse.
Literatura - základní:
1. Ducháček V.: Polymery - výroba, vlastnosti, zpracování, použití. 2. vyd. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Praha 2006. ISBN 80-7080-617-6
2. OHRING, M. Engineering Materials Science. San Diego: Academic Press, 1995, 827 s. ISBN 0-12- 524995-0.
3. CAHN, R. W., HAASEN, P., KRAMER, E. J. Materials science and technology: a comprehensive treatment. Volume 11/12, Structure and properties of ceramics. Structure and properties of polymers. Weinheim: Wiley-VCH, 2005, 765 s. ISBN 3-527-31395-8.
4. JONES, D. R. H., ASHBY, M. F. Engineering Materials 1: An Introduction to Properties, Applications and Design. 4. Elsevier Science, 2011. ISBN 0080966659.
Literatura - doporučená:
1. FINK, J. K., High Performance Polymers. Elsevier Science, 2008. 760s. ISBN 978-0-81551-580-7.
2. MEISSNER, B., ZILVAR, V. Fyzika polymerů: Struktura a vlastnosti polymerních materiálů. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1987, 306 s.
2. OHRING, M. Engineering Materials Science. San Diego: Academic Press, 1995, 827 s. ISBN 0-12- 524995-0.
4. POKLUDA, J., KROUPA, F., OBDRŽÁLEK, L. Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek: (kovy, keramika, plasty). Brno: PC-DIR, 1994, 385 s. ISBN 80-214-0575-9
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B-VTE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 1 1 Z
B-VTE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 1 2 Z
N-MTI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 4 Povinný 2 2 Z