Nazwa modułu: Tworzywa sztuczne Rok akademicki: 2014/2015 Kod: MEI-2-308-EI-s Punkty ECTS: 3 Wydział: Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Kierunek: Edukacja Techniczno Informatyczna Specjalność: Edukacja informatyczna Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 3 Strona www: http://home.agh.edu.pl/~cias/index.htm Osoba odpowiedzialna: Ciaś Andrzej (cias@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Pieczonka Tadeusz (pieczonk@agh.edu.pl) Tyrała Dorota (dtyrala@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Student ma wiedzę o własnościach fizykochemicznych i mechanicznych oraz zastosowaniu tworzyw EI2A_W01, EI2A_W02, EI2A_W03 M_W002 Student posiada podstawowa znajomość niektórych aspektów technicznych, ekonomicznych i ekologicznych technologii wytwarzania i stosowania polimerów, tworzyw EI2A_W01, EI2A_W02, EI2A_W05 Umiejętności M_U001 Student posiada podstawową umiejętność identyfikacji tworzyw sztucznych. EI2A_U01 Egzamin, Wykonanie ćwiczeń Kompetencje społeczne M_K001 Student ma świadomość ważności i zrozumienie pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej w zakresie tworzyw sztucznych, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje EI2A_K01, EI2A_K03, EI2A_K06 1 / 5
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 Student ma wiedzę o własnościach fizykochemicznych i mechanicznych oraz zastosowaniu tworzyw Student posiada podstawowa znajomość niektórych aspektów technicznych, ekonomicznych i ekologicznych technologii wytwarzania i stosowania polimerów, tworzyw Student posiada podstawową umiejętność identyfikacji tworzyw sztucznych. Kompetencje społeczne M_K001 Student ma świadomość ważności i zrozumienie pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej w zakresie tworzyw sztucznych, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Wprowadzenie do inżynierii polimerów, tworzyw Definicja materiału polimerowego, tworzywa sztucznego i kompozytu o osnowie polimerowej; rys historyczny, znaczenie materiałów polimerowych dla rozwoju techniki i perspektywy rozwoju; miejsce tworzyw polimerowych wśród tworzyw konstrukcyjnych; cechy, zalety i wady tworzyw sztucznych i kompozytów Elementy chemii tworzyw sztucznych. Elementy chemii organicznej w tym chemii polimerów; wiązania chemiczne, podział związków organicznych, związki mało- i wielkocząsteczkowe. Najważniejsze związki organiczne i ich przemysłowe wykorzystanie do produkcji polimerów, tworzyw 2 / 5
Omówienie najważniejszych związków organicznych, surowców do ich wytwarzania i ich przemysłowego wykorzystania do produkcji polimerów, tworzyw sztucznych i kompozytów Otrzymywanie tworzyw sztucznych. Omówienie polireakcji- polimeryzacja, polikondensacja, poliaddycja, kopolimeryzacja. Polimeryzacja mechanizmem wolnorodnikowym, anionowym, kationowym, koordynacyjnym. Polimeryzacja w masie, w zawiesinie, w emulsji, w roztworze. Struktura polimerowych tworzyw sztucznych ; krystaliczność, polarność; związek struktury polimerów z własnościami i metodami przetwórstwa. Omówienie struktury cząsteczkowej i nadcząsteczkowej polimerów.fibryle, micele, krystality, sferolity, faza amorficzna i krystaliczna. Polimery izotaktyczne, syndiotaktyczne, ataktyczne. Krystaliczność, polarność; związek struktury polimerów z własnościami i metodami przetwórstwa. Struktura kopolimerów. Własności reologiczne tworzyw sztucznych. Stany fizyczne polimerów; wpływ masy cząsteczkowej, struktury i krystaliczności. Omówienie stanów fizycznych polimerów i ich zmian w funkcji temperatury; wpływ masy cząsteczkowej, struktury i krystaliczności na zmiany stanów fizycznych polimerów; własności reologiczne polimerów w zależności od ich stanu fizycznego. Polimery termoplastyczne, chemo- i termoutwardzalne. Plastomery i elastomery. Tworzywa sztuczne - ich klasyfikacja i oznaczanie i zastosowanie. Omówienie najważniejszych materiałów polimerowych oraz tworzyw sztucznych ich klasyfikacji i oznaczania; klasyfikacja chemiczna, klasyfikacja technologiczna, nazwy handlowe, zastosowanie. Składniki tworzyw sztucznych i kompozytów o osnowie polimerowej. Blendy, stopy, tworzywa napełnione oraz wzmocnione, kompozyty polimerowe; składniki dodatkowe tworzyw sztucznych i kompozytów: napełniacze i nośniki, stabilizatory, plastyfikatory, środki barwiące, opóźniacze palenia, włókna szklane, węglowe, grafitowe, organiczne i in.; maty, dzianiny, tkaniny. Własności tworzyw sztucznych oraz kompozytów polimerowych i ich badanie. Własności tworzyw sztucznych oraz kompozytów polimerowych i ich badanie: własności fizyczne, mechaniczne, cieplne, elektryczne, optyczne; odporność na starzenie; palność. Wytrzymałość tworzyw Wytrzymałość doraźna tworzyw sztucznych i wytrzymałość czasowa tworzyw Metody badania. Pełzanie. Modele reologiczne. Własności i zastosowania najważniejszych tworzyw termoplastycznych; cz. 1. Omówienie własności i zastosowania najważniejszych tworzyw termoplastycznych; polietylen, polipropylen, poli(chlorek winylu), polistyren i t.s. styrenowe, SAN, ABS, poliamidy, PMMA, acetale, poliwęglany, Własności i zastosowania najważniejszych tworzyw termoplastycznych; cz. 2. Własności i zastosowanie tworzyw termoplastycznych; poliestry termoplastyczne, termoplasty celulozowe, azotan celulozy, octan i octanomaślan celulozy; tworzywa fluorowe; elastomery termoplastyczne- poliuretany, poliestry, polieteroamidy. Materiały konstrukcyjna na bazie polimerów, kopolimerów i mieszanin tworzyw (blend). Kopolimery i mieszaniny tworzyw. Materiały kompozytowe o osnowie polimerowej z żywic syntetycznych opartych na poliesterach, polieterach (epoksydach), poliuretanach i żywicach silikonowych. Porównanie podstawowych własności oraz 3 / 5
uwarunkowań stosowania różnych materiałów polimerowych. Własności i zastosowanie tworzyw sztucznych utwardzalnych. Omówienie własności i zastosowanie tworzyw utwardzalnych; tworzywa termoutwardzalne i chemoutwardzalne; fenoplasty, aminoplasty, poliestry nienasycone, tworzywa sztuczne epoksydowe. Przykłady kompozytów Przetwórstwo tworzyw sztucznych. Technologie przetwórstwa tworzyw sztucznych i modyfikacji ich powierzchni; prasowanie, wytłaczanie, formowanie wtryskowe, formowanie próżniowe, łączenie, kalandrowanie, odlewanie, spienianie, wytwarzanie przedmiotów wewnątrz pustych; metody modyfikacji powierzchni materiałów polimerowych przy wykorzystaniu plazmy niskotemperaturowej, laserowe, jonowe, metalizacja próżniowa, metalizacja chemiczna i elektrochemiczna. laboratoryjne Surowce i produkcja tworzyw sztucznych (3 godz.). Surowce pochodzenia zwierzęcego i roślinnego: kazeina, celuloza, kauczuk naturalny. Surowce mineralne: węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny. Podstawy chemii organicznej. Najważniejsze związki organiczne. Podział tworzyw sztucznych. Chemia polimerów - polireakcje, metody syntezy polimerów (3 godz.). Umiejętność chemicznego zapisu symbolicznego podstawowych poliraekcji: polimeryzacji, polikondensacji, poliaddycji. Polimeryzacja mechanizmem wolnorodnikowym, kationowym, anionowym, koordynacyjnym. Identyfikacja i klasyfikacja tworzyw sztucznych (3 godz.). Omówienie metod identyfikacji tworzyw sztucznych. Budowa, mikrostruktura i własności tworzyw sztucznych; wpływ temperatury na właściwości tworzyw sztucznych (3 godz.). Opis budowy, mikrostruktury tworzyw sztucznych o różnej budowie makrocząsteczek oraz związku z ich własnościami. Własności i zastosowanie tworzyw sztucznych (3 godz.). Omówienie własności i zastosowania najważniejszych tworzyw sztucznych. Stany fizyczne tworzyw sztucznych (3). Opis stanów fizycznych tworzyw sztucznych; wpływ temperatury. Własności reologiczne tworzyw sztucznych. Kompozyty (3 godz.). Omówienie składu chemicznego, struktury, własności i zastosowania najważniejszych tworzyw kompozytów o osnowie polimerowej. Własności tworzyw sztucznych oraz kompozytów i ich badanie (3 godz.). Omówienie metod badań i własności najważniejszych tworzyw sztucznych i kompozytów. Przetwórstwo tworzyw sztucznych (3 godz.). Omówienie najważniejszych metod przetwórstwa tworzyw Recykling tworzyw sztucznych (3 godz.). Omówienie metod recyklingu i znaczenia tworzyw sztucznych jako surowców wtórnych. 4 / 5
Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa = ocena z zaliczenia x 0,4 + ocena z egzaminu x 0,6 Wymagania wstępne i dodatkowe Brak Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. G. Kupryszewski Wstęp do chemii organicznej, PWN 1994. 2. Praca zbiorowa pod redakcją Z. Florjańczyka i S. Penczka, Chemia polimerów T. I- T. I. Makrocząsteczki i metody ich otrzymywania: t. II. Podstawowe polimery syntetyczne i ich zastosowanie; t. III. Polimery naturalne i polimery o specjalnych właściwościach Wydawnictwo PW, W-wa 1998, 2001 i 2002 3. W. Łużny Wstęp do nauki o polimerach, skrypt uczelniany, Wyd. AGH, 1999. 4. W. Szlezyngier Tworzywa sztuczne, t. 1 i 2, Wyd. Oświat. FOSZE, 1998. 5. D. Zuchowska Polimery konstrukcyjne, WNT, 1995 6. T. Broniewski i in. Metody badań i ocena właściwości tworzyw sztucznych, WNT, 2000. 7. K. Dobrosz, A. Matysiak Tworzywa sztuczne, WS i P, 1990. 8. K. Dobrosz, A. Matysiak Tworzywa sztuczne, WS i P, 1994. 9. J. Pielichowski, A. Puszyński Technologia tworzyw sztucznych, WNT, 1992. 10. M. Obłój-Muzaj i in. Polichlorek winylu, WNT, 1997. 11. A. Wdowin, Z. Wójcikiewicz Lab. Z tworzyw sztucznych, Wyd. Polit. Świętokrzyskiej, 1996. 12. J. Pielichowski, A. Puszyński, Chemia polimerów, Wyd. AGH, 1998. 13. J.W. Nicholson Chemia polimerów, WNT 1996. 14. K. Przybyłowicz, J. Przybyłowicz Repetytorium z Materiałoznawstwa, część. III, Wyd. Polit. Świętokrzyskiej, 1996. 15. 11. W. Królikowski, Z. Kłosowska-Wołkowicz i in. Żywice i laminaty poliestrowe, WNT 1986. 16. H. Ziencik Tworzywa sztuczne i ich przetwórstwo, Wyd. PB, 1992 17. I. Gruin, J. Ryszkowska, B. Markiewicz Materiały polimerowe, Wyd. PW, 1996 18. A. Boczkowska, J. Kapuściński, Z. Lindemann, D. Witemberg-Perzyk, S. Wojciechowski Kompozyty, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2003. 19. J. German Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych. Wyd. Pol. Krak., 2001. Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu http://www.bpp.agh.edu.pl/ Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 18 godz 28 godz 10 godz 2 godz 86 godz 3 ECTS 5 / 5