The topic treats synthetic methods in macromolecular chemistry and technology. It involves reactions leading to formation of macromolecules in Nature, too. The relations between synthesis, structure and properties of macromolecular systems and their functions are emphasized. The student will learn about reaction mechanisms and kinetics of polyreactions, about the diverse methods of preparation (melt, solution, emulsion, suspension?), about ways how to functionalize macromolecules with specific chemical groups to tailor their properties and functions.
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
Předmět zahrnuje metody syntézy makromolekul v současné polymerní vědě a technologii i cesty vzniku makromolekul v přírodě. Důraz je kladen na vztah mezi syntézou, strukturou a vlastnostmi makromolekulárních systémů. Cílem je seznámení s reakčními mechanismy a kinetikou polyreakcí, reakcemi důležitých chemických funkčních skupin na polymerech a metodami řízení struktury pomocí podmínek syntézy. Zahrnuty jsou rozličné způsoby provedení polyreakcí: např. polymerizace v taveninách či v roztocích, emulzní a suspenzní polymerizace.
Předmět navazuje na vyučované předměty Fyzika polymerů a Fyzikální chemie polymerů a předpokládá u posluchačů základní znalosti organické chemie a porozumění obecné chemii.
Aim of the course -
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
Understanding principles of macromolecular chemistry.
Classical and contemporary methods of preparation of macromolecular systems.
Relation between synthesis-structure-properties,and function of macromolecular systems.
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
Pochopení vztahů mezi metodami přípravy, strukturou a vlastnostmi makromolekulárních soustav.
Course completion requirements -
Last update: Marcela Búryová (13.06.2019)
Oral exam.
Last update: Marcela Búryová (13.06.2019)
Ústní zkouška.
Literature -
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
Miloslav Kučera, Vznik makromolekul I, Vutium, Brno 2003
Miloslav Kučera, Vznik makromolekul II, Vutium, Brno 2003
Josef Pacák , Jak porozumět organické chemii, Komenium, 1997 (připravuje se nové vydání)
nebo Josef Pacák, Úvod do studia organické chemie, SNTL, Praha 1982
Chemie syntetických polymerů, Edice MACRO N-12, ÚMCH AVČR, Praha 1983
George Odian, Principles of Polymerization, Third Edition, John Wiley & Sons 1991
Brandrupt, Immergut, Grulke, Polymer Handbook, 4th Edition, John Wiley & Sons 1999
Braun, Chedron, Ritter, Polymer Synthesis: Theory and Practise, Third Edition Springer 2001
Webové stránky
http://www.sciencemag.org/
http://www.nature.com/
http://pubs.acs.org/cen/index.html/
http://pslc.ws/macrog/index.htm
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
Miloslav Kučera, Vznik makromolekul I, Vutium, Brno 2003
Miloslav Kučera, Vznik makromolekul II, Vutium, Brno 2003
Josef Pacák , Jak porozumět organické chemii, Komenium, 1997 (připravuje se nové vydání)
nebo Josef Pacák, Úvod do studia organické chemie, SNTL, Praha 1982
Chemie syntetických polymerů, Edice MACRO N-12, ÚMCH AVČR, Praha 1983
George Odian, Principles of Polymerization, Third Edition, John Wiley & Sons 1991
Brandrupt, Immergut, Grulke, Polymer Handbook, 4th Edition, John Wiley & Sons 1999
Braun, Chedron, Ritter, Polymer Synthesis: Theory and Practise, Third Edition Springer 2001
Webové stránky
http://www.sciencemag.org/
http://www.nature.com/
http://pubs.acs.org/cen/index.html/
http://pslc.ws/macrog/index.htm
Teaching methods -
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
lectures, seminar, laboratory practice, excursion
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
přednášky, seminář, laboratorní cvičení, exkurze
Syllabus -
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
1. Macromolecules and polymers: classification and structure of polymers, introduction to nomenclature of polymers
2. Degree of polymerization, distributions and moments of distribution - calculation and experiment
3. Importnat chemical reactions of functional groups: hydrocarbons, halogene derivatives, nitro-compounds, amines, ethers, hydroxyl-, carbonyl- and carboxyl- compounds
4. Polycondensation and polyaddition (step) polymerization: kinetics of polymerization reactions, process conditions (polyesters, polyamides, polycarbonates, polyurethanes), step copolymerization, synthesis of hyperbranched and dendritic macromolecules
5. Initiated chain polymerization - radical polymerization, stages of radical polymerization, kinetics of radical polymerization, kinetics of chain polymerization, process conditions (suspension, emulsion, bulk, solution) and important polymers (polystyrene, vinyl polymers, acrylates, etc.)
6. Initiated chain polymerization - ionic polymerizations: anionic living polymers, block copolymers, cationic polymerization, block copolymers, new types of ionic polymerization
7. Ring-opening polymerization (lactams, lactones, etc.), stereochemistry of polymerization (Ziegler-Natta polymers), modern ways of polymerization: (GTP, RAFT, ATRP) controlled radical polymerization
8. Copolymerization: copolymerziation parameters, distribution and structure of copolymers
9. Branching and crosslinking: network formation, structure and properties, characterization of macromolecular networks, important crosslinked systems (rubbers, polyesters, epoxides, polyurethanes, organic-inorganic networks, physical networks, gels)
10. Polymeric composites: formation, structure and properties, type of polymer matrices, inhomogeneous and nanostructured polymer systems
11. Natural macromolecules, bioanalogous and biocompatible polymers, polymers in medicine, biomimmetic macromolecules and interesting model systems
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
1. Pojem makromolekuly, základní charakteristika: makromolekuly lineární, cyklolineární, větvené, kopolymery, sesíťované makromolekuly; uspořádání makromolekul: takticita, konformace, konfigurace
2. Polymerační stupeň, distribuce, momenty distribucí (průměry) v polymerních soustavách, výpočet a experimentální metody určení, vliv způsobu syntézy
3. Vybrané důležité reakce funkčních skupin: nenasycené vazby uhlovodíků, halogenové deriváty, nitrosloučeniny, aminy, hydroxysloučeniny, ethery, karbonylové a karboxylové sloučeniny
5. Iniciované polymerizace, vznik radikálů, iniciace, růst řetězce, kinetika radikálové polymerizace, způsoby provedení: suspenzní, srážecí, emulzní, síťování, významné polymery (polystyren, vinylové polymery, akryláty, apod)
6. Iontové polymerizace: aniontová, živá, blokové kopolymery, kationtová polymerizace, nové metody iontových polymerizací
7. Koordinační polymerizace a templátové reakce: Ziegler-Nattova, s uplatněním metalocénových katalyzátorů, moderní způsoby polymerizace, řízená radikálová polymerace
8. Kopolymerace: kopolymerační parametry, distribuce a struktura kopolymerů
9. Větvení a síťování: vznik sítí, struktura, chování a charakterizace sítí, důležité síťované systémy: kaučuky, polyestery, epoxidy, polyuretany, organicko-anorganické sítě, fyzikální sítě, gely
10. Polymerní kompozity: vznik, struktura, vlastnosti; typy polymerních matric a plniv, nehomogenní a nanostrukturované polymerní systémy
11. Přírodní makromolekuly, bioanalogické a biokompatibilní polymery, polymery v lékařství, biomimetické makromolekuly a zajímavé modelové systémy
Entry requirements -
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
The students should previously complete the subjects: Physical chemistry of polymers and Polymer physics.
In general, the students should be acquainted with the basic terms of organic chemistry and should understand principles of general chemistry.
Last update: DUSKOVA/MFF.CUNI.CZ (09.04.2008)
Předpokladem úspěšného zvládnutí probírané látky je základní znalost organické chemie a pochopení obecné chemie.
