Toegepaste Chemie 344 - Analitiese Polimeerwetenskap

 

Prof PE Mallon

Kamer 2012, Polimeerwetenskapgebou

Tel: 021 - 808 2971

Stuur vir my 'n e-pos

 

Doel van die kursus

Hierdie kursus vorm deel van die toegepaste Chemie Program en beoog om ‘n baie belangrike soort materiaal, naamlik polimere, bekend te stel. Die kursus sal ‘n basiese inleiding tot die struktuur, morfologie en eienskappe van polimere dek en sal die verskeie tegnieke wat gebruik word om polimere te ontleed en karakteriseer, bekend stel.

Grondrede vir die kursus

Polimere is ‘n baie belangrike klas materiale. Hulle het ‘n baie uitgebreide reeks aanwendings. Die polimeerindustrie maak tans ‘n gewigtige bydrae tot die chemiese industrie in Suid-Afrika. Polimere is van besondere belang aangesien daar ‘n direkte verband is tussen die molekulêre strukture (beide chemies en fisies) en die fisiese eienskappe van hierdie materiale. Dit is belangrik om vertroud te wees met die verskeie tegnieke wat gebruik word om polimere te ontleed en te karakteriseer. Begrip van polimeerstrukture en die tegnieke wat gebruik word om hierdie strukture te bepaal, is ‘n belangrike stap na die begrip van die unieke eienskappe van hierdie belangrike materiale. 

Wat jy behoort te weet na hierdie kursus

Na voltooiing van hierdie kursus behoort jy:

• te weet wat die faktore is wat polimere verskillend maak van ander materiale.
• ‘n basiese begrip te hê van die strukture van polimere
• molekulêre gewig
• taktisiteit
• kopolimere
• molekulêre struktuur
• morfologie
• in breë trekke weet weet hoe polimere gemaak word
• die geskilpunte en uitdagings, wat ontstaan by die karakterisering en ontleding van polimere, verstaan
• weet watter inligting jy nodig het om polimere te karakteriseer
• weet van die verskeie tegnieke wat gebruik word om polimere te karakteriseer en ontleed en in staat wees om dit te  beskryf en te evalueer
• in staat wees om die werkwyse en metodes, wat gebruik kan word om ‘werklike’ probleme op te los (insluitende watter inligting nodig sal wees om die probleem op te los), te kies en te beskryf.
• in staat wees om die verskeie analitiese tegnieke te vergelyk
• ‘n basiese begrip hê van die verwantskap tussen die strukture en eienskappe van polimere.
• in staat  wees om jou kennis van  die analitiese tegnieke toe te pas om data te vertolk en die strukture en eienskappe van polimeermonsters te bepaal.

Hulpbronne

Klasnotas sal gedurende die lesings uitgedeel word.

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.

Daarbenewens is daar ‘n polimeerwetenskap hulpbronsentrum in lokaal 2038 in die polimeerwetenskapgebou. Die hulpbronsentrum het ‘n groot versameling boeke oor polimere. Jy het toegang tot hierdie sentrum gedurende normale universiteitsure, maar mag nie boeke uit die sentrum verwyder nie.

Lesingtye

Dinsdag 9:00-9:50
Woensdag 11:00-11:50
Vrydag 12:00-12:50

Prakties/groepwerksessies

Maandag 14:00-16:30

Maatstawwe vir puntetoekenning

Die volgende maatstawwe sal geld wanneer jou geskrewe toetse, eksamens en opdragte oorweeg word:

• Verduidelikings is akkuraat, geldig en logies
• Gegewens word ingedien in ‘n stelselmatige en logiese wyse
• Vaktaal is passend gebruik
• Toepaslike sketse, ens. is duidelik en saaklik
• Argumente en bespreking toon dat die begrippe en idees verstaan is

Praktiese verslae sal oorweeg word met gebruik van die volgende maatstawwe:

• Algehele voorstelling van resultate
• Akkuraatheid van versamelde inligting
• Verduideliking en vertolking van resultate
• As die resultate onverwag is, redes vir, en moontlike verduideliking van hierdie resultate.

Kursustaal

Sommige van die kursusmateriaal is in beide Afrikaans en Engels beskikbaar. Meeste van die lesingsmateriaal sal in Engels aangebied word. ONTHOU jy kan kies om in Afrikaans of Engels inligting te vra, toetse te skryf, prakties en ander opdragte te voltooi.

Beleide

Alle praktiese, tutoriale en ander opdragte moet op die vasgestelde datum ingehandig word. Geen laat voorleggings sal aanvaar word nie en vir daardie opdrag sal jy 0% kry.

Baie van die praktiese en opdragte sal in groepe gedoen word.  Dit beteken nie dat jy op ander kan staat maak om al die werk te doen nie! Die punte vir groepwerktake mag vasgestel word op die grondslag van jou bydrae tot die groeppoging.

Onthou, soos met enige ander kursus, is die pad na sukses hiermee om dwarsdeur die semester aanhoudend te werk.

Web CT

Dit is belangrik dat jy jou Webstudies vir enige aankondigings, plasings van vasgestelde datums vir opdragte ens., nagaan.  Daar is ook ‘n besprekingsbord op die kursuswebwerf.

Omvang van die werk wat ons in hierdie kursus sal dek

1. Inleiding tot polimere en polimeerkarakterisasie (8 lesings)
2. Molekulêre massa (6 lesings)
1. Inleiding en oorsig van tegnieke
2. Meting van getal-gemiddelde molekulêre massa
3. Meting van massa-gemiddelde molekulêre massa
4. Viskositeitsmeting
5. Molekulêre massaverspreiding
3. Spektrokopiese ontledingsmetodes (4 lesings)
1. Infrarooi
2. Kernmagnetiese resonansie (NMR)
4. Metodes om oorgange in polimere te meet (5 lesings)
1. Inleiding
2. Warmte-ontleding
3. Rekbaarheidsmeting
5. Meting van kristalliniteit in polimere (5 lesings)
1. Inleiding tot kristalliniteit in polimere
2. Volumetriese metodes
3. Warmte-ontleding
4. X-straaldiffraksie
5. Vibrasie-spektroskopie
6. Kernmagnetiese resonansie
6. Fisiese eienskappe en toetsing van polimere (8 lesings)
1. Inleiding tot reologie en die meganiese eienskappe van polimere
2. Eienskapsvereistes en polimeeraanwending
3. Fisiese toetsing

Oorsig van Prakties

(dit is bedoel om slegs as ‘n gids te dien, praktiestye ens. mag verskil)

Week 1: Inleiding tot polimeriseringschemie en tegnieke (Polimeerwetenskap lesingsaal)

Week 2: Molekulêre karakterisering (die “stringprak”) (Polimeerwetenskap lesingsaal)

Week 3: Massapolimerisasie van polistireen (Voorbereiding van monsters vir latere prakties)

Week 4: Bepaling van molekulêre massa met TLC (monsters in vorige prakties voorberei)

Week 5: Molekulêre massa met verdunde oplossing viskositeit

Week 6: Grootte-uitsluitingschromatografie, (GPC) – Demonstrasie van chromatografiese tegnieke vir polimere en groepklas (groepprobleme en ‘oorheersende’ vrae) (Polimeerwetenskap lesingsaal en chromatografiese laboratorium)

Week 7: KMR rekenaarprakties (Polimeerwetenskap)

Week 8: Warmte-ontleding van polimere – Demonstrasie en ‘hande’-werk met DSC en TGA (Polimeerwetenskap laboratoriums)

Week 9: AFM en DMA – Demonstrasie van toerusting en tegnieke plus tutoriaal met werklike voorbeelde -  Industriële en praktiese probleme (Polimeerwetenskap laboratoriums)

Week 10: Bepaling van kristalliniteit en kristalliseringskinetika in polimere. (Polimeerwetenskap laboratoriums)

Week 11: Besoek aan industrie (een van die plaaslike polimeerindustrieë)