Polymere und Soft Materials

Nummer

H041

Leitung

Renzo Raso, renzo.raso@fhnw.ch

ECTS

3.0

Unterrichtssprache

Deutsch

Lernziele/Kompetenzen

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)

Inhalt

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)

Erforderliche Vorkenntnisse

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)

Bibliographie/Literatur

Modulvorbereitung

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

Kursmaterial: Skript und Übungen

Lehr- und Lernmethoden

Vorlesung / Übungen

Leistungsbewertung

gemäss Modulverzeichnis in der aktuellen StuPO

Bemerkungen

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