Polymeerikemia (5op)

Osaamistavoitteet

Opintojakso antaa opiskelijalle valmiudet käyttää polymeerikemian peruskäsitteitä, piirtää polymeerien polymerointimekanismeja tietokoneohjelmalla ja kuvata polymerointireaktioissa käytettäviä teknisiä valmistusmenetelmiä. Opiskelija osaa kertoa moolimassojen määritysmenetelmistä, termisistä analyysimenetelmistä sekä polymeerien molekyylimallinnuksen periaatteista. Hän osaa rakentaa monomeeri- ja oligomeerimalleja tietokoneohjelmalla. Opiskelija osaa päätellä ja kuvata polymeerin rakenteen, ominaisuuksien, stabiilisuuden ja polymerointimekanismin välisiä suhteita. Opiskelija tunnistaa tavallisimmat kesto- ja kertamuovit, kumit ja termoelastit ja niiden yleisimpien tuotteiden valmistusprosessit. Kestävä kehitys: opiskelija osaa kuvata polymeerimateriaalien eri kierrätysmenetelmät mukaan lukien tertiäärinen kierrätys.Arvioinnin tasotKiitettäväTentti kiitettävä + harjoitukset kiitettävä.HyväTentti hyvä + harjoituksista joitakin harjoituspisteitä.Tyydyttävä / HyväksyttyTentti 15/40 + ei harjoituspisteitä.HylättyTentti < 15/40 tai osasuorituksia puuttuu.

Sisältö

YdinsisältöJohdanto polymeerikemiaan, perusterminologia ja luokittelu, polymeerien rakenne (mm. kopolymeerit, taktisuus), muovit, nimistö.Polymeerien syntetiikkaa. Reaktiomekanismit: askelpolymeraatio, ketjupolymeraatio (radikaali-, anioni-, kationi- ja koordinaatiopolymeraatio), renkaanavautumispolymeraatio. Polymerointimenetelmät: massa-, liuos-, suspensio-, emulsio-, kaasufaasi- ja rajapintapolymerointi. Polymeerien rakenteen määrittäminen spektroskopisesti (FTIR, NMR) ja tietokoneella molekyylimallinnuksella.Konformaatiot; keskimääräisen moolimassan määrittäminen (primääriset ja sekundääriset menetelmät)Kiinteän tilan ominaisuudet (amorfinen ja osakiteinen morfologia), termiset muutokset ja ominaisuudet, mittaustekniikat (DSC).Rakenteen ja ominaisuuksien välinen suhde: vaikutus esim. termisiin ja mekaanisiin ominaisuuksiin.Polymeerien hajoaminen ja ympäristö (terminen, hapettava, UV-, kemiallinen ja hydrolyyttinen, radiolyyttinen hajoaminen/kestävyys); muovijätteen käsittely ja kierrätysmenetelmät (mm. tertiäärinen/kemiallinen kierrätys).Biohajoaminen ja biopolymeerit.Kestomuovit, elastomeerit, kertamuovit, tekniset muovit, niiden syntetisointi, ominaisuudet ja käyttö.Erikoisalojen esittely - vaihtelee vuosittainKiinteän tilan ominaisuuksien mallintaminen molekyylidynamiikkasimulaatioilla.Synteesien erikoismenetelmät esim. metateesi; vihreä kemia. Erikoispolymeerit (esim. neste-kide- ja sähköä johtavat mm. aurinkokennopolymeerit; anturisovellukset).

Esitietovaatimukset

Esitiedoiksi hyväksytään myös muu vastaava orgaanisen kemian kurssi tai vastaavat opinnot. Ellei KEM.220 tai vastaavaa ole suoritettu, suositellaan vähintään KEM.180 Orgaanisen kemian perusteet MOOC-kurssin suorittamista.EsitietoTunnus: KEM.220 (KEB-62100, KEM-2100)Nimi: Orgaaninen kemia 1Laajuus: 5Pakollisuus: Suositeltava

Lisätiedot

Osasuoritusten (kirjallinen tentti ja harjoitukset) pitää liittyä samaan toteutuskertaan. Vaatii ilmoittautumisen opintojaksolle ja tenttiin Sisussa.