1. komponenta

Vrsta nastave	Ukupno
Predavanja	45
Laboratorijske vježbe	30

* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)

CILJ KOLEGIJA:
Razumijevanje fizikalno-kemijskih svojstava polimera na temelju jednostavnih molekularnih modela.

IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA :
1. tjedan: Uvod: osnovni pojmovi, posebnosti polimernih struktura.
2. tjedan: Unutarnja rotacija u polimernim molekulama; Međudjelovanja.: intramolekularna i intermolekularna; Termodinamička i kinetička fleksibilnost polimernih lanaca
3. tjedan: Konformacije polimernih molekula; Idealni i realni polimerni lanci: modeli polimernih lanaca, dimenzije makromolekularnog klupka, isključeni volumen.
4. tjedan: Molekulske mase polimera: prosjeci, raspodjele, funkcije raspodjele.
5. tjedan: Polimerne otopine: bubrenje i otapanje polimera, theta otapalo, dobro i loše otapalo, parametar topljivosti.
6. tjedan: Viskoznost razrijeđenih polimernih otopina: specifična, reducirana i granična viskoznost; Modeli polimernog klupka: propusno i nepropusno klupko
7. tjedan: Osmotski tlak razrijeđenih polimernih otopina
8. tjedan: 1.kolokvij (međuispit)
9. tjedan: Termodinamika polimernih otopina: Posebnosti termodinamičkih veličina entalpije, entropije, Gibbsove slobodne entalpije miješanja, Flory-Hugginsova teorija polimernih otopina
10. tjedan : Flory-Hugginsov parametar interakcije; termodinamička stabilnost polimernih otopina, fazne ravnoteže, fazni dijagrami.
11. tjedan: Metode određivanja raspodjele molekulskih masa: frakcioniranje.
12. tjedan : Separacija makromolekula na propusnom gelu u idealnim i realnim uvjetima.
13. tjedan: Polimerne mješavine: termodinamika binarnih polimernih mješavina, fazne ravnoteže, fazni dijagrami.
14. tjedan: Polimerni kapljeviti kristali
15. tjedan: 2. kolokvij (međuispit)

Laboratorijske vježbe:
1. Prepoznavanje polimera na osnovi topljivosti.
2. Kinetika bubrenja polimera.
3. Viskozimetrija, granična viskoznost i viskozni prosjek molekulskih masa
4. Viskozimetrijsko određivanje parametra topljivosti. Trodimenzijski parametar topljivosti.
5. Osmometrija, brojčani prosjek molekulskih masa i drugi virijalni koeficijent
6. Separacija polimernih molekula na gelu

RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Sposobnost karakterizacije polimera različitim metodama. Provođenje složenih eksperimenta i obrada mjernih podataka.

OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
Pohađanje predavanja , laboratorijskih vježbi.

UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Uredno pohađanje predavanja i položen kolokvij iz laboratorijskih vježbi.

NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
predavanja (ex cathedra)
laboratorijske vježbe (praktični rad u grupama uz nadzor asistenta)
konzultacije prema potrebi

NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
Dvije pismene provjere znanja tijekom semestra ( 50% bodova na svakoj od provjera znanja
donosi oslobađanje od ispita)
izvješća s laboratorijskih vježbi.
Pismeni ispit

NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa

METODIČKI PREDUVJETI:
Položen kolegij: Fizikalna kemija I

i) ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. Opisati relaciju između strukture i svojstava polimera
2. Primjenjivati znanja iz opće fizikalne kemije pri definiranju termodinamičkih veličina ( entalpije, entropije, Gibbsove slobodne entalpije miješanja) i opisivanju faznih ravnoteža u polimernim otopinama i mješavinama
3. Pripremiti i napraviti laboratorijske pokuse
4. Analizirati i interpretirati rezultate pokusa
5.Pripremiti laboratorijska izvješća

j) ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
1. Primijeniti znanstvene metode u rješavanju problema u području kemije i inženjerstva materijala
2. planirati složene eksperimente primjenom laboratorijske opreme i uređaja
3. koristiti laboratorijsku opremu i uređaje pri karakterizaciji materijala
4. primijeniti odgovarajuće računalne baze podataka i programe za analizu i modeliranje
5. riješiti složene probleme u području kemije i inženjerstva materijala, samostalno ili kao dio multidisciplinarnog tima
6. objasniti rezultate svoga rada nestručnjacima, stručnjacima drugih područja te međunarodnim partnerima
7. samostalno organizirati svoje vrijeme i plan rada
8. razviti radnu etiku, osobnu odgovornost i težnju za daljnjim usavršavanjem

k) NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA

Nastavna jedinica
1. Struktura polimera

Ishodi učenja
-Definirati temeljne pojmove vezane za strukturu polimera
-Razlikovati modele polimernih lanaca: slobodno-povezani lanac, lanac sa slobodnom rotacijom, lanac s ograničenom rotacijom
-Razlikovati i definirati prosjeke molekulnih masa i funkcije raspodjele molekulnih masa

Kriteriji vrednovanja
- Identificirati ponavljajuće jedinice u danom polimeru i specificirati njihove moguće izomerne strukture
- Izračunati dimenzije polimernog klupka (udaljenost krajeva lanca, radijus vrtnje) na temelju pretpostavljenih modela
- Izračunati prosjeke molekulnih masa

Nastavna jedinica
2. Polimerne otopine

Ishodi učenja
-Definirati parametar topljivosti
-Razlikovati dobro, loše i theta otapalo za dani polimer
-Razlikovati i definirati specifičnu, reduciranu i granična viskoznost razrijeđenih polimernih otopina
-Opisati osmotski tlak razrijeđenih polimernih otopina
-Pripremiti i napraviti laboratorijske pokuse:
1.Prepoznavanje polimera na osnovi topljivosti.
2.Kinetika bubrenja polimera.
3.Viskozimetrija, granična viskoznost i viskozni prosjek molekulskih masa
4.Viskozimetrijsko određivanje parametra topljivosti. Trodimenzijski parametar topljivosti.
5.Osmometrija, brojčani prosjek molekulskih masa i drugi virijalni koeficijent
6.Separacija polimernih molekula na gelu
- Analizirati i interpretirati rezultate pokusa te pripremiti laboratorijsko izvješće

Kriteriji vrednovanja
-Razumjeti značenje osnovnih pojmova vezanih za polimerne otopine
-Prepoznati polimer na temelju njegove topljivosti u određenim otapalima
- Eksperimentalno odrediti parametar topljivosti, graničnu viskoznost, viskozni i brojčani prosjek molekulskih masa te krivulju raspodjele molekulskih masa
- Razumjeti i interpretirati relaciju između granične viskoznosti, veličine polimernog klupka i dobrote otapala
- Razumjeti i interpretirati relaciju između drugog virijalnog koeficijenta i dobrote otapala

Nastavna jedinica
3.Termodinamika polimernih otopina i mješavina, fazne ravnoteže i fazni dijagrami

Ishodi učenja
-Definirati uvjete temodinamičke stabilnosti polimernih otopina i mješavina
-Opisati fazne ravnoteže u polimernim otopinama i mješavinama putem faznih dijagrama
-Izvesti Flory-Hugginsovu jednadžbu

Kriteriji vrednovanja
-Analizirati i interpretirati fazni dijagram za jednostavne binarne sustave (polimer-otapalo, polimer-polimer)
-Pokazati vještinu računanja i primjene Flory-Hugginsove jednadžbe
- Razumjeti i interpretirati matematički izvod Flory-Hugginsove jednadžbe

1. M. Ivanković, Nastavni tekst objavljen na mrežnim stranicama FKIT-a, 2010.
   Z. Janović, Polimerizacije i polimeri, HDKI, Zagreb, 1997.
   L.H. Sperling, Introduction to physical polymer science,3rd edition, Wiley-Interscience, 2001.
2. I.S.Miles and S.Rostami, Eds., Multicomponent Polymer System, Longman Scientific & Technical, Bath Press, Avon, 1992.

Obavezni predmet - Redovni studij - Kemija i inženjerstvo materijala