Toegepaste Chemie 324 - Polimeerchemie

 

Prof AJ van Reenen

Kamer 2005, Polimeerwetenskapgebou

Tel 021-808-3168

Stuur vir my 'n e-pos

 

Doel van hierdie kursus

Hierdie kursus vorm deel van die Chemie en Polimeerwetenskap stroom binne die Department Chemie en Polimeerwetenskap se akademiese aanbieding.  Hierdie kursus dek die basiese konsepte van Polimeerwetenskap sowel as inleidende polimeerchemie en reaksies van polimere.  Praktiese eksperimente is so gekies om die teorie te ondersteun en uit te bou.

Grondrede vir hierdie kursus

Polimere is geweldig belangrik as materiale: ‘n groot persentasie van die Suid-Afrikaanse chemiese industrie het direk betrekking tot polimere as materiale.  Dit is vir enige chemikus belangrik om ‘n goeie basis te verkry in die fundamentele konsepte van die polimeerwetenskap sowel as die relevante chemie van die sintese van polimere.  Materiaalwetenskap het as sentrale tema die verwantskap tussen materiaal-samestelling en materiaal-eienskappe.  Soortgelyk is dit noodsaaklik dat elke chemikus kennis dra van die struktuur-eienskap verwantskappe by polimere as materiale, en voorts in staat moet wees om materiaal-samestelling (en eienskappe) te kan herlei na beide sintese-chemie sowel as materiaalbehandeling.

Wat jy behoort te weet na afloop van die kursus

• Watter fundamentele aspekte polimere onderskei van ander materiale.
• Hoe om verskillende tipes polimere maklik te kan onderskei.
• Wat die verskillende morfologiese vorms van polimere behels en hoe hierdie aspekte die eienskappe van die polimere beinvloed.
• Wat die verskillende tipes reaksies is wat gebruik kan word om polimere mee te sintetiseer.
• Hoe elk van hierdie reaksie-tipes meganisties verloop en hoe die reaksie-meganismes die morfolgie (vide supra) beinvloed.
• Watter reaksies polimere kan ondergaan na polimerisasie, m.a.w tydens gebruik.
• Watter prosesse gebruik kan word om artikels uit polimere te vervaardig en hoe hierdie prosesse (a) werk en (b) die materiaaleienskappe beinvloed.

Hulpbronne

Klasnotas word in die algemeen verskaf, uitgedee.  Daar word ook van die student verwag om self agtergrond-materiaal te soek.  Daar word ‘n lys van goedgekeurde (feitelik korrekte) internet-bronne verskaf wat die student as beginpunt kan gebruik.

Verdere verwysingsmateriaal is uit die boeke:

• “Polymer Chemistry:  An Introduction” (Malcolm P Stevens, Oxford University Press, New York)
• “Polymer Synthesis and Characterization” (Sandler, Karo, Bonesteel & Pearce, Academic Press, New York)
• Relevante verwysings uit onlangse literatuur word ook gebruik.
• Die "Encyclopaedia of Polymer Science" is in die verwysingsafdeling van die J.S. Gericke biblioteek (ligging R 668.903 ENC) beskikbaar. Dit kan dien as ‘n uitstekende bron van bykomende inligting en agtergrond vir die werk wat ons in die kursus sal dek.

Kursusmateriaal

AFDELING 1:  BASIESE KONSEPTE (WEKE 1 – 3)

Week 1:  Polimere rondom ons

Lesingmateriaal

• Inleiding tot Polimeerwetenskap
• Die belang van polimere en die omvang van polimere.  Sluit kursustaak 1 in
• Uitbreiding van kursustaak 1

Prakties

• Inleidend-organisasie van praktika

Week 2

Lesingmateriaal

• Wat maak polimere anders as ander materiale
• Benaming van polimere en voorbeelde
• Molekulêre massa en verspreiding
• Belang van molekulêre massa

Prakties

• Eenvoudige identifikasie: Demonstrasie, teorie

Week 3

Lesingmateriaal

• Kursustaak 1:  Voordragte (ook prakties)
• Kristallyne en amorfe polimere; taktisiteit.
• Smeltpunt en glasoorgang

Prakties

• Kursustaak 1 terugrapportering en die morfologie van polimere

AFDELING 2:  POLIMEERCHEMIE

Week 4

Lesingsmateriaal

• Polimerisasiereaksies:  Tipes
• Addisie-polimerisasie:  Inleiding
• Vrye-radikaalpolimerisasie 1

Prakties

• Sintese rondte 1

Week 5

Lesingmateriaal

• Vrye radikaal polimerisasie 2
• Vrye-radikaal polimerisasie:  Kinetika.
• Praktiese metodes van vrye-radikaalpolimerisasie

Prakties

• Sintese rondte 2

Week 6

Lesingmateriaal

• Ioniese polimerisasie: Kationiese polimerisasie
• Ioniese polimerisasie: Anioniese polimerisasie
• Ioniese polimerisasie: Kinetika

Prakties

• Sintese rondte 3

Week 7

Lesingmateriaal

• Inleiding to oorgangsmetaalkataliste
• O/M gekataliseerde polimerisasie 1 (heterogene kataliste)
• O/M gekataliseerde polimerisasie 2 (heterogene kataliste)

Prakties

• Tutoriaal

(VAKANSIE 29 MAART - 7 APRIL)

Week 8

Lesingsmateriaal

• O/M gekataliseerde polimerisasie 3 (homogene kataliste)
• O/M gekataliseerde polimerisasie 4 (kommersiële polimere) (KLASTOETS)
• Polikondensasie-reaksies I (poliësters)

Prakties

• Sintese rondte 4

Week 9

Lesingmateriaal

• Polikondensasie-reaksies II (poliamiede)
• III (ander polimere)

Prakties

• Sintese rondte 5

Week 10

Lesingmateriaal

• Polikondensasie-reaksies IV (Kinetika)
• Ringopeningspolimerisasie I (nylon 6, 11 en 12)

Prakties

• Tutoriaal 2

AFDELING 3:  MATERIALE, DEGRADASIE EN PROSESSERING

Week 11

Lesingmateriaal

• Ringopeningspolimerisasie II (metatese)
• Roumateriale

• Toekomstige rigtings

Prakties

• Degradasie van polimere

Week 12

Lesingmateriaal

• Degradasie van polimere: UV bestraling
• Voorkoming van degradasie: Hitte
• Voorkoming van degradasie: UV lig

Prakties

• Kursustaak 2

Week 13

Lesingmateriaal

• Deurdrukking (ekstrusie)
• Inspuitgietvorming
• Bottels en films
• Ander metodes

Prakties

• Tutoriaal 3

(Finalisering van praktiese verslae, oorsig oor werk, kursusevaluering.)