Vurderingsordning

Faglig innhold

Emnet gir en innføring i polymerkjemi. Syntesemekanismer og resulterende polymerarkitekturer er beskrevet for kjede- og trinn-polymerisasjoner. Opplæring gis i moderne syntesemetoder som reversibel deaktiveringsradikalpolymerisasjon (RDRP), levende polymerisasjon, og koordinasjonspolymerisasjon. Grundig opplæring gis i polymerisasjonskinetikk samt nettverksdannelse og gel dannelse. Industrielle polymeriseringsprosesser betraktes med hensyn til produksjonsrater samt formen og egenskapene til reaksjonsmassen og sluttproduktet. Kjedekonformasjoner, morfologi, og overgang fra flytende (smelte) til fast (polymerkrystaller eller glass) form betraktes ut fra termodynamiske, kinetiske, og fritt volum prinsipper. Polymer løselighet, blandbarhet og fasediagrammer bestemmes ut fra Flory Huggins teori. Opplæring gis i metoder for molekylvektbestemmelse, inkludert osmotisk trykk, viskosimetri og eksklusjonskromatografi. En kort innføring gis i mekaniske og reologiske egenskaper til polymerere. Et gjennomgående tema i emnet er polymerdesign i henhold til FNs bærekraftsmål.

Læringsutbytte

Etter endt emne skal studentene kunne:

- Gjøre rede for (1) trinn- og kjede-polymerisasjon, med hensyn til syntesemekanismer og kinetisk teori, (2) krystallinsk smeltetemperatur og glasstransisjonstemperatur, samt effekten av termisk historie og kinetikk på disse, og (3) flyteegenskaper til polymersmelter og polymerløsninger, med hensyn til temperatur og molekylvekt.

- Utlede og definere betingelser for gel dannelse i trinnpolymerisasjoner som inneholder multifunksjonelle monomerer, og fastsette synteseprosedyrer for å oppnå gel dannelse.

- Skille mellom entalpiske og entropiske bidrag i polymerkrystallisasjon, og fortolke rollen til faktorer som polymerstruktur, molekylvekt, og fortynningsgrad på polymerkrystallisasjonsprosesser.

- Fortolke eksperimentelle data og bestemme parametere som polymerisasjonsrater, reaktivitetsratioer, og ko-polymersammensetning, samt forutsi forandring i produktsammensetning og produktegenskapene til en gitt kopolymeriseringsprosess over tid basert på disse parametere.

- Beregne polymer løselighet i fortynningsmidler samt den gjensidige blandbarheten av polymerpar.

- Analysere instrumentell data for molekylvektbestemmelse fra viskosimetri, osmotisk trykk og eksklusjonskromatografi.

- Kritisk gjennomgå polymerforskningsrapporter og bedømme den tekniske nytteverdien samt implikasjonene av de dokumenterte resultatene, også med tanke på miljøhensyn og bærekraft.

- Anerkjenne at polymerrelaterte problemstillinger kan være komplekse og ufullstendig definerte og kan inneholde motstridende forhold, spesielt med tanke på mekaniske og reologiske egenskaper.

- Vise evne til å skaffe seg kunnskap innenfor nye bruksområder relatert til polymerere i forbindelse med innovasjon og utvikling av polymermaterialer og relaterte prosesser, også med tanke på bærekrafthensyn.

- Muntlig og skriftlig kommunisere problemstillinger, analyser, og konklusjoner relatert til polymerkjemi, også med tanke på FNs bærekraftmål.

Læringsformer og aktiviteter

Miniforelesninger, gruppesamtaler med påfølgende oppsummering i plenum, digitale quizzer, gruppebasert studentaktiv problemløsning, gruppepresentasjoner, selvstudium, gruppebasert litteraturgjennomgang, og gruppeprosjektarbeid.

Forventet arbeidsmengde per uke er 4 studentaktive forelesningstimer, 4 timer selvstudium, og 4 timer gruppearbeid.

Mer om vurdering

Vurdering består av en 65 sider polymerdesign grupperapport (3 eller 4 studenter per gruppe).

Anbefalte forkunnskaper

Generell kunnskap i kjemi og fysikk.

Kursmateriell

P. C. Painter and M. M. Coleman: Fundamentals of Polymer Science, 2. ed.

Studiepoengreduksjon