Sylabus
1 HISTORIE A ZÁKLADNÍ POJMY MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE 1.1 Z historie výzkumu polymerů 1.1.1 Řetězová teorie struktury polymerů 1.1.2 Přírodní kaučuk 1.1.3 Celulosa a škrob 1.1.4 Syntetické a modifikované přírodní polymery - přehled 1.2 Základní pojmy makromolekulární chemie 1.2.1 Polymer, polymerizace a příbuzné pojmy 1.2.2 Vztahy mezi chemickou strukturou monomeru a monomerní jednotky 1.2.3 Stropní a prahová teplota polymerizace 2 STRUKTURA A NÁZVOSLOVÍ POLYMERŮ 2.1 Kovalentní struktura makromolekul 2.1.1 Počet druhů a chemická stavba monomerních jednotek 2.1.2 Geometrické typy makromolekulárních řetězců 2.1.3 Sekvenční uspořádání makromolekulárních řetězců 2.1.4 Regulární a iregulární polymery 2.2 Názvosloví polymerů 2.2.1 Procesní názvy 2.2.2 Strukturní názvy 2.2.3 Triviální a komerční názvy 2.2.4 Zkratky doporučené organizacemi IUPAC a ISO 2.3 Konfigurační struktura makromolekul 2.3.1 Konfigurace rigidních center 2.3.2 Konfigurace chirálních center a jejich projekce 2.3.3 Takticita polymerů 2.3.4 Experimentální zjišťování takticity řetězců 2.4 Konformační struktura makromolekul 2.4.1 Konformační analýza lineárních řetězců 2.4.2 Pravidelné konformace makromolekul 2.4.3 Statistické klubko a jeho matematický popis 2.5 Nadmolekulární struktura a skupenské stavy polymerů 2.5.1 Struktura polymerních krystalů a krystalitů 2.5.2 Polymery amorfní a s nízkým stupněm krystalinity 2.5.3 Skupenské stavy polymerů 3 DISTRIBUCE POLYMERIZAČNÍCH STUPŇŮ (RELATIVNÍCH MOLEKULOVÝCH HMOTNOSTÍ) 3.1 Distribuční funkce a její momenty (střední hodnoty) 3.2 Typy distribučních funkcí a průměrných hodnot 3.3 Významnější distribuční funkce a jejich charakteristiky 4 POLYMERIZAČNÍ MECHANISMY, STRUKTURA A REAKTIVITA MONOMERŮ 4.1 Polymerizační mechanismy a jejich klasifikace 4.1.1 Řetězové polymerizace 4.1.2 Neřetězové polymerizace 4.2 Struktura a reaktivita monomerů 5 RADIKÁLOVÉ ŘETĚZOVÉ POLYMERIZACE 5.1 Monomery radikálových řetězových polymerizací 5.2 Mechanismus radikálových řetězových polymerizací 5.2.1 Iniciace 5.2.2 Propagace a terminace 5.2.3 Přenosové reakce 5.3 Experimentální metody provádění radikálových polymerizací 5.4 Kinetika radikálových řetězových polymerizací 5.5 Distribuce polymerizačních stupňů vznikajících polymerů 5.6 Průmyslový význam radikálových řetězových polymerizací 6 IONTOVÉ POLYMERIZACE 6.1 Fyzikálně chemický stav iontových polymerizačních center 6.2 Aniontové polymerizace 6.2.1 Mechanismus aniontových polymerizací 6.2.2 Živé polymerizace, syntéza funkcionalizovaných (telechických) polymerů 6.2.3 Kinetika a distribuce polymerizačních stupňů 6.2.4 Průmyslový význam aniontových polymerizací 6.3 Kationtové polymerizace a oligomerizace 6.3.1 Monomery a aktivní centra kationtových polymerizací 6.3.2 Mechanismy kationtových polymerizací a oligomerizací 6.3.3 Kinetika kationtových polymerizací 6.3.4 Průmyslové využití kationtových polymerizací a oligomerizací 7 KOORDINAČNÍ POLYMERIZACE 7.1 Princip koordinačních polymerizací 7.2 Koordinační polymerizace indukované Zieglerovými-Nattovými katalyzátory 7.2.1 Mechanismus Ziegler-Nattových polymerizací 7.2.2 Praktický význam Ziegler-Nattových polymerizací 7.3 Metathesní polymerizace 7.3.1 Metathese alkenů, alkinů a jejich derivátů 7.3.2 Metathesní polymerizace 7.3.3 Mechanismus metathesních reakcí 7.3.4 Praktický význam metathesí a metathesních polymerizací 8 DALŠÍ POLYMERIZACE ŘETĚZOVÉHO TYPU 8.1 Polymerizace přenosem skupin (GTP) 8.1.1 Michaelova reakce, monomery pro GTP 8.1.2 Mechanismus GTP 8.1.3 Syntéza funkcionalizovaných (telechických) polymerů metodou GTP 8.2 Enzymatické polymerizace 8.2.1 Biosyntéza celulosy 8.2.2 Biosyntéza přírodního kaučuku 9 ŘETĚZOVÉ KOPOLYMERIZACE STATISTICKÉHO TYPU 9.1 Význam statistických kopolymerů 9.2 Kopolymerizační rovnice 9.2.1 Odvození kopolymerizační rovnice 9.2.2 Určení kopolymerizačních parametrů 9.2.3 Kopolymerizační diagramy, typy kopolymerizací 9.3 Statistická analýza kovalentní struktury náhodných kopolymerů 9.3.1 Distribuce homopolymerních sekvencí v náhodném kopolymeru 9.3.2 Průměrná délka homopolymerních sekvencí 10 NEŘETĚZOVÉ POLYMERIZACE 10.1 Princip růstu makromolekul neřetězovými mechanismy 10.2 Polyestery 10.3 Polyamidy 10.4 Polyimidy 10.5 Polyuretany (polykarbamáty) 10.6 Epoxidové pryskyřice 10.7 Fenoplasty (fenolformaldehydové pryskyřice) 10.8 Aminoplasty 10.8.1 Močovinoplasty (močovinoformaldehydové pryskyřice) 10.8.2 Melaminoplasty (melaminoformaldehydové pryskyřice) 10.8.3 Anilinoplasty (anilinoformaldehydové pryskyřice) 10.9 Další polymery připravované neřetězovými polymerizacemi 10.9.1 Poly(oxyfenyleny) 10.9.2 Polysulfony 10.10 Kinetika neřetězových polymerizací 10.10.1 Kysele katalyzovaná přímá polyesterifikace 10.10.2 Nekatalyzovaná přímá polyesterifikace 10.10.3 Přímá polyamidace 10.10.4 Závislost početně-průměrného polymerizačního stupně na reakční době 10.11 Distribuce polymerizačních stupňů při neřetězových polymerizacích 10.12 Trojrozměrné polymerizace -kinetika tvorby polymerních sítí 10.12.1 Bod gelace 10.12.2 Kritická konverze pro gelaci reakční směsi 10.12.3 Počáteční složení reakční směsi a dosažitelnost bodu gelace 11 POLYMERY S ANORGANICKÝMI HLAVNÍMI ŘETĚZCI 11.1 Stabilita anorganických lineárních řetězců 11.2 Řetězovité anorganické polymery 11.2.1 Sklo a další lineární a rozvětvené polykřemičitany 11.2.2 Polyazeny 11.2.3 Ostatní anorganické polymery 11.3 Polysiloxany, [poly(oxysilylen)y resp silikony] 11.3.1 Lineární polysiloxany 11.3.2 Silikonové kaučuky 11.3.3 Silikonové pryskyřice 12 CHEMICKÉ REAKCE POLYMERŮ 12.1 Chemické modifikace funkčních skupin polymerů 12.1.1 Celulosa a její deriváty 12.1.2 Modifikace syntetických polymerů s heteroatomy 12.1.3 Modifikace uhlovodíkových polymerů polyacetyleneny, polyfenylenvinyleny 12.1.4 Zvláštnosti mechanismů chemických modifikací polymerů 12.1.5 Roubování polymerů 12.1.6 Radikálové roubování polymerů 12.1.7 Roubování polymerů neradikálovými reakcemi 12.2 Síťování lineárních a rozvětvených polymerů 12.2.1 Vytvrzování polymerů 12.2.2 Vulkanizace polymerů 12.3 Degradace polymerů 12.3.1 Neoxidační tepelné a fotochemické degradace a depolymerizace 12.3.2 Degradace mechanochemické a iniciované ultrazvukem 12.3.3 Oxidační degradace polymerů, ozonizace polymerů 12.3.4 Hoření a spalování polymerů 12.3.5 Biodegradace a hydrolytické degradace 12.4 Koroze polymerů 12.5 Kinetika degradací polymerů 12.5.1 Základní popis kinetiky degradací 12.5.2 Náhodné degradace 12.5 3 Degradace s centrálním štěpením makromolekul 13 ROZTOKY POLYMERŮ, METODY STANOVENÍ MOLÁRNÍCH HMOTNOSTÍ POLYMERŮ 13.1 Roztoky polymerů 13.1.1 Vlivy koncentrace a termodynamické kvality rozpouštědla 13.1.2 Realizace a indikace ideálního stavu polymerního roztoku 13.1.3 Turbidimetrie, srážecí frakcionace 13.2 Využití koligativních vlastností polymerních roztoků 13.2.1 Tenzní osmometrie 13.2.2 Ebulioskopie a kryoskopie 13.2.3 Membránová osmometrie 13.3 Metoda rozptylu světla roztoky polymerů 13.3.1 Rozptyl světla v plynech a kapalinách 13.3.2 Rozptyl světla v disperzních soustavách 13.3.3 Vyhodnocování rozptylových měření 13.4 Viskozimetrické stanovení střední molekulové hmotnosti polymeru 13.5 Sedimentační metody studia roztoků polymerů 13.6 Gelová chromatografie (SEC - Size Exclusion Chromatography) 13.6.1 Princip gelové chromatografie 13.6.2 Vyhodnocování SEC chromatogramů 14 MECHANICKÉ VLASTNOSTI POLYMERŮ 14.1 Deformace polymerů a jejich molekulární mechanismy 14.1.1 Elastická (pružná) deformace 14.1.2 Viskózní tok 14.1.3 Viskoelastická (zpožděně elastická) deformace 14.1.4 Plastická (neideální viskoelastická) deformace
Anotace
Základní kurz makromolekulární chemie v komplexním pojetí "vědy o polymerech", ve kterém jsou probrány a diskutovány klasifikace, terminologie, názvosloví, syntéza, charakterizace, reaktivita a praktické aplikace polymerů a vztahy mezi jejich vlastnostmi a molekulární i nadmolekulární strukturou.