Είσοδος

Επιστήμη Πολυμερών

Γενικά στοιχεία

 

 
Ύλη

ΕΙΣΑΓΩΓΗ.  Υπενθύμιση στοιχείων δομής και ιδιοτήτων πολυμερών.  Χημική σύσταση και αρχιτεκτονική μακρομορίων.  Ομογενή, φασικά διαχωρισμένα και νανοδομημένα  πολυμερικά υλικά.  Ημικρυσταλλικά πολυμερή, διαλύματα και τήγματα πολυμερών, υαλώδη πολυμερή.  Κατανομές μοριακού βάρους.

ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ  ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΩΝ ΑΛΥΣΙΔΩΝ. Στατιστική περιγραφή των διαμορφώ-σεων.  Απλά μοντέλα γραμμικών πολυμερικών αλυσίδων με τοπικές αλληλεπιδράσεις κατά μήκος του σκελετού τους: αλυσίδα με ελευθέρως συνδεόμενα μονομερή στοιχεία, αλυσίδα με ελευθέρως περιστρεφόμενα μονομερή στοιχεία.  Στοιχεία μοντέλου περιστροφικών ισομερικών καταστάσεων.  Μεγέθη χαρακτηριστικά της χωρικής έκτασης μιας αλυσίδας:  απ΄άκρου εις άκρο απόσταση και η κατανομή της,  γυροσκοπική ακτίνα.  Μεγέθη χαρακτηριστικά της ευκαμψίας αλυσίδας: χαρακτηριστικός λόγος, μήκος στατιστικού τμήματος Kuhn, μήκος εμμονής.  Το φαινόμενο αποκλειόμενου όγκου.  Διόγκωση αλυσίδων σε καλούς διαλύτες.  Θ συνθήκες. 

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ  ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ.  Θεωρία Flory-Huggins:  Προϋποθέσεις ισχύος, υπολογισμός της εντροπίας ανάμειξης, ενθαλπία ανάμειξης.  Η παράμετρος αλληλεπίδρασης χ.  Ωσμωτική πίεση διαλυμάτων πολυμερών.  Φασική συμπεριφορά διαλυμάτων πολυμερών.  Καμπύλη ισορροπίας, καμπύλη ορίων ευστάθειας, κρίσιμο σημείο.  Προβλέψεις από τη θεωρία Flory-Huggins. Καταστατικές εξισώσεις για διαλύματα και τήγματα πολυμερών.

●  ΔΥΝΑΜΙΚΗ  ΑΡΑΙΩΝ  ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ  ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ.  Συντελεστής τριβής και ιξώδες.  Εσωτερικό ιξώδες και υπολογισμός του βάσει της εξίσωσης Einstein.  Εξίσωση Mark-Houwink και χρήση της στον προσδιορισμό μοριακών βαρών.  Χρωματογραφία αποκλεισμού μεγεθών.  Παγκόσμια καμπύλη βαθμονόμησης.

ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ. Τύποι δικτύων και τοπολογικά χαρακτηριστικά τους.  Θερμοδυναμική της ελαστικής παραμόρφωσης.  Εντροπική και ενεργειακή συνεισφορά στην ελαστική απόκριση. Ιδανικά ελαστομερή.  Στατιστική μηχανική θεωρία της ελαστικής απόκρισης.  Εξαγωγή της τάσης συναρτήσει της επιμήκυνσης για μοναξονική έκταση/θλίψη πολυμερικού δικτύου. Μοντέλα affine και phantom. Εξίσωση Mooney-Rivlin.  Διόγκωση πολυμερικών δικτύων μέσα σε διαλύτες.  Γέλες και εφαρμογές τους.

·  ΙΞΩΔΟΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ  ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΩΝ  ΤΗΓΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ. Γραμμικές ιξωδο-ελαστικές ιδιότητες: Ιξώδες,  μέτρο χαλάρωσης τάσεων, ενδοτικότητα.  Μέτρα απώλειας και αποθήκευσης.  Μιγαδικό μέτρο ελαστικότητας και μιγαδικό ιξώδες.  Αρχή υπέρθεσης του Boltzmann.  Το μοντέλο Rouse για μή διαπλεγμένα πολυμερικά τήγματα.  Το μοντέλο Zimm για αραιά διαλύματα.  Διαπλοκές και επίπτωσή τους στις ρεολογικές ιδιότητες.  Μοντέλο έρπυσης (reptation) και προβλέψεις του για την εξάρτηση των ρεολογικών ιδιοτήτων από το μοριακό βάρος.

●  ΥΑΛΩΔΗ  ΠΟΛΥΜΕΡΗ  ΚΑΙ  ΥΑΛΩΔΗΣ  ΜΕΤΑΠΤΩΣΗ.  Φαινομενολογία της υαλώδους μετάπτωσης.  Θερμοκρασία Kauzmann.  Πειραματικός προσδιορισμός της θερμοκρασίας υαλώδους μετάπτωσης.  Θεωρίες ελεύθερου όγκου.  Εξίσωση Williams-Landel-Ferry και υπέρθεση χρόνου-θερμοκρασίας.  Μηχανικές ιδιότητες υαλωδών πολυμερών.  Πλαστικοποίηση.

 

 

Βιβλιογραφία

Διδακτικά Βοηθήματα που μοιράζονται:

1.    Hiemenz, P.C., Lodge, T.P. Χημεία Πολυμερών, 2η έκδοση, 2007.  Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2014.  ΙSBN  978-960-524-429-3, κωδικός «Ευδόξου» 32998357. 

2. Λ. Ζουμπουλάκης, Π. Γεωργίου, Σ. Σούλης, Σ. Ανωγιαννάκης, Π.-Ν. Τζούνης, Εργαστηριακές Ασκήσεις Επιστήμης Πολυμερών

 

Πρόσθετη βιβλιογραφία που συνιστάται:

3.    Iωάννης Χρ. Σιμιτζής, Επιστήμη και Τεχνική Πολυμερών και Συνθέτων Υλικών, ΕΜΠ, 2011.

4.    Flory, P.J. Principles of Polymer Chemistry, Cornell University Press: Ithaca, NY, 1953.

5.    Sperling, L.H. Introduction to Physical Polymer Science, 4th Edition, Wiley: New York, 2006.

6.    Rubinstein, M., Colby, R.H. Polymer Physics, Oxford University Press, 2003.

7.    William D. Callister, Jr., Επιστήμη και Τεχνολογία των Υλικών, 5η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2004.

Εργαστήριο

ΤΙΤΛΟΙ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

1. Υπολογισμός διαστάσεων αδιατάρακτων πολυμερικών αλυσίδων με προσομοίωση Monte Carlo

2.  Ιξωδομετρία αραιών διαλυμάτων πολυμερών 

3.   Μηχανικές ιδιότητες ελαστομερών, υαλωδών και ημικρυσταλλικών πολυμερών:  εξάρτηση από τη θερμοκρασία


 


 
Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.