Polymere und Soft Materials,

Renzo Raso, renzo.raso@fhnw.ch

Studierende...

• kennen die wichtigsten Synthesemethoden zur Herstellung von Polymeren (1 kennen)
• kennen die wichtigsten Methoden zur Charakterisierung von Polymeren (1 kennen)
• kennen die wichtigsten Methoden zur Verarbeitung von Polymeren (1 kennen)
• sind in der Lage die richtige Polymersynthesestrategie zu identifizieren (3 anwenden)

Grundlagen Polymere

• Kennenlernen der wichtigsten organischen/anorganischen und Biopolymere
• Polymerstrukturen; z.B. syntaktisch, ataktisch
• Kennenlernen der wichtigsten Charakterisierungsmethoden (GPC, DLS; FTIR; Raman, Polydispersität, NMR, HPLC MS)
• Wichtigsten Polymersynthesereaktionen (nicht ionisch; ionisch (kationisch, anionisch); Ringöffnung, radikalisch, advanced Methoden (ATRP, RAFT))
• Photopolymerisation
• "Grafting to" und "Grafting from"
• organisch/anorganische Hybridpolymere
• Anorganische Polymere

Anwendung und Verarbeitungsverfahren (Processing)

• Additive Manufacturing (3D Druck Verfahren)
• Beschichtungen
• Extrusion
• Lamination
• Layer by Layer

Weiterführende chemische Grundlagen Studierende…

• können die wesentlichen chemischen und physikalischen Eigenschaften von Atomen und Molekülen mithilfe von Elektronenstruktur-, Quantenzahlen-, Valenzschalen- und Orbitalmodellen erklären und Konsequenzen daraus auf Reaktivitäten und sterische Effekte übertragen (3 anwenden
• können die Nah- und Fernordnungen von allgemeinen und spezifischen Flüssigkeiten und Festkörpern beschreiben und Auswirkungen davon auf physikalische und chemische Eigenschaften erklären (2 verstehen)
• können nach erfolgreichem Modulabschluss physikalische und chemische Effekte der gegenseitigen Beeinflussung von Stoffen in Mischungen quantitativ beschreiben und deren Auswirkungen auf chemische, Säure-Base-, und Fällungs-Gleichgewichte berechnen (2 verstehen)
• wissen nach erfolgreichem Modulabschluss um die wichtigsten physikalischen und chemischen Eigenschaften, Hauptgewinnungsmethoden und wesentliche Verwendungszwecke der behandelten Auswahl wichtiger anorganischer Stoffe (3 anwenden)

Studierende…

• verstehen elektrophile und nukleophile Additionen an Mehrfachbindungen, deren Mechanismus, sowie Folgen bezüglich Regio- und Stereoselektivität resp.spezifität (2 verstehen)
• verstehen einfache, elektrocyclische Reaktionen wie z.B Diels Alder Reaktionen, den dazugehörigen Mechanismus sowie die Folgen bezüglich der konfigurativen Anordnung (2 verstehen)
• verstehen die wichtigsten Synthesemethoden zur Herstellung von Carbonylverbindungen, Carbonsäuren und Carbonsäurederivaten sowie die unterschiedlichen Reaktivitäten der Carbonyle, wie z.B. Kondensationsreaktionen und kennen die dazu gehörenden Reaktionsmechanismen (2 verstehen)
• können die Mechanismen der einfachen Umlagerungsreaktionen auf komplexe Umlagerungen nach Arndt-Eister, Curtius, Bayer-Villiger, Beckmann, Wittig, Stevens etc. übertragen (3 anwenden)
• verstehen die Herstellungsmethoden von Aminen und Aminosäuren, Peptiden und wissen Bescheid über Einführung, Stabilität und Abspaltung von Schutzgruppen (2 verstehen)

Physikalische Chemie II Studierende…

• sind fähig den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik auf reine Stoffe und einfache chemische Umwandlungen anzuwenden. (3 anwenden)
• sind fähig die Phasengrenzlinien im Druck-Temperatur-Diagramm (p-T-Diagramm) zu berechnen und grafisch darzustellen. (3 anwenden)

Spektroskopie II Studierende…

• verstehen die Bedeutung von Relaxationsphänomenen in der NMR Spektroskopie für die Aufnahme und Interpretation der Spektren (2 verstehen)
• verstehen das Potential von 2D NMR Experimenten und können diese für die Strukturaufklärung und -bestätigung nutzen (3 anwenden)
• können 1D und 2D-NMR Spektren für die Strukturbestätigung, -aufklärung und Quantifizierung anwenden und die NMR-Daten interpretieren (4 analysieren)

Massenspektrometrie II Studierende…

• können die wichtigsten Ionisierungsarten der Massenspektrometrie identifizieren und für Anwendungen in der Life Sciences auswählen (3 anwenden)
• können die Eigenschaften von Massenanalysatoren gegenüberstellen und das Potential für eine konkrete Fragestellung zur Strukturbestätigung in der Life Sciences ermitteln (3 anwenden)

Analytische Trenntechniken II Studierende…

• können die wichtigsten chromatographischen Kenngrössen gezielt für eine Optimierung von analytischen Trennverfahren nutzen (3 anwenden)
• wissen die Bedeutung der chromatographischen Kenngrössen im Vergleich der unterschiedlichen Trenntechniken einzuordnen und können die wichtigsten Einflussgrössen differenziert interpretieren (3 anwenden)

Modulvorbereitung

• Polymere: Synthese, Eigenschaften und Anwendungen, Sebastian Koltzenburg Michael Maskos Oskar Nuyken Springer Verlag ISBN 978-3-642-34772-6

Kursmaterial: Skript und Übungen

Vorlesung / Übungen

gemäss Modulverzeichnis in der aktuellen StuPO

2 x 2 Lektionen / Woche KW 8 bis 18 (10 Wochen im Frühjahr-Semester)