Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Kompozyty polimerowe
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CCHB-1-501-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Chemia Budowlana
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Lipińska Magdalena (magdalena.lipinska@p.lodz.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z nowoczesnymi materiałami kompozytowymi. Treści programowe obejmują omówienie zagadnień dotyczących sporządzania i właściwości kompozytów, stosowanych do otrzymywania kompozytów mieszanin polimerów, wypełnień, włókien i napełniaczy.
Zjawiska powierzchniowe i adhezja międzyfazowa. Materiały kompozytowe stosowane w budownictwie, konstrukcjach i ich właściwości. Recykling i utylizacja kompozytów. Materiały kompozytowe do konkretnych zastosowań.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Po zakończeniu przedmiotu student potrafi: scharakteryzować właściwości podstawowych materiałów kompozytowych typu CFRP, AFRP, CFRC, GFRC, oraz właściwości materiałów kompozytowych stosowanych w budownictwie CHB1A_W05 Egzamin
M_W002 powiązać elementy struktury, typ wypełnienia i materiału polimerowego stanowiącego matrycę kompozytu z właściwościami różnego typu kompozytów CHB1A_W05 Referat,
Prezentacja,
Egzamin
M_W003 opisać sposoby otrzymywania różnego typu kompozytów CHB1A_W05, CHB1A_W08 Referat,
Prezentacja,
Egzamin
M_W004 posługuje się poprawnie nazewnictwem związków chemicznych i materiałów polimerowych służących do otrzymania różnego typu materiałów kompozytowych CHB1A_U04 Referat,
Prezentacja,
Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł celem przygotowania przeglądu literaturowego lub prezentacji dotyczącej różnego typu materiałów kompozytowych CHB1A_U01 Referat,
Prezentacja,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 potrafi w sposób świadomy zaprezentować efekty swojej pracy i przekazać informację dotyczącą wybranych zagadnień z zakresu właściwości kompozytów CHB1A_K02, CHB1A_K01, CHB1A_K04 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Prezentacja,
Aktywność na zajęciach
M_K002 posiada umiejętność pracy w grupie CHB1A_K04, CHB1A_K05 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Udział w dyskusji,
Referat,
Prezentacja,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
30 15 0 0 0 0 15 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Po zakończeniu przedmiotu student potrafi: scharakteryzować właściwości podstawowych materiałów kompozytowych typu CFRP, AFRP, CFRC, GFRC, oraz właściwości materiałów kompozytowych stosowanych w budownictwie + - - - - - - - - - -
M_W002 powiązać elementy struktury, typ wypełnienia i materiału polimerowego stanowiącego matrycę kompozytu z właściwościami różnego typu kompozytów - - - - - + - - - - -
M_W003 opisać sposoby otrzymywania różnego typu kompozytów + - - - - - - - - - -
M_W004 posługuje się poprawnie nazewnictwem związków chemicznych i materiałów polimerowych służących do otrzymania różnego typu materiałów kompozytowych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł celem przygotowania przeglądu literaturowego lub prezentacji dotyczącej różnego typu materiałów kompozytowych - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi w sposób świadomy zaprezentować efekty swojej pracy i przekazać informację dotyczącą wybranych zagadnień z zakresu właściwości kompozytów - - - - - + - - - - -
M_K002 posiada umiejętność pracy w grupie - - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 57 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 5 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 5 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):

W ramach wykładu omówione zostaną następujące zagadnienia:
1) Kompozyty definicja. Rodzaje i podział struktur używanych jako wypełnienia kompozytów. Podział wypełnień ze względu na współczynnik kształtu. Ułożenie włókien w kompozycie.
2) Podział włókien stosowanych jako wypełnienia kompozytów. Metody wytwarzania włókien.
3) Włókna wysokowytrzymałe stosowane jako wypełnienia kompozytów. Definicja materiału GFRP, CFRP, CFRC, AFRP. Struktura chemiczna włókien aramidowych (typu Kevlar, Nomex), polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej UHMWPE (typu Dyneema, Spectra), wysokowytrzymałych włókien poliestrowo-poliarylanowych (typu Vectran, Ultrax), struktura materiału typu Zylon
4) Włókna poliestrowe PET (struktura chemiczna, otrzymywanie) jako materiał wykorzystywany do otrzymywania mikroporowatej skóry syntetycznej.
5) Włókna poliakrylonitrylowe (struktura chemiczna, właściwości, otrzymywanie) jako prekursor do otrzymywania włókien węglowych.
6) Włókna węglowe, struktura, otrzymywanie, właściwości, zastosowanie.
7) Włókno szklane, struktura, otrzymywanie, właściwości, zastosowanie.
8) Kompozyty strukturalne, laminaty, elementy warstwowe typu “sandwich”. Typy struktury, właściwości, zastosowanie.
9)Włókno bazaltowe. Zastosowanie w budownictwie. Zastosowanie jako dodatek do betonu i kompozytów.
10) Kompozytowe pręty wykorzystywane w zastępstwie prętów stalowych w zbrojeniu betonu. Rodzaj materiału, otrzymywanie (pultruzja).
11) Betony żywiczne (betony polimerowe) PC, typ materiału, stosowane żywice, właściwości.
12) Betony impregnowane polimerami PIC, typ materiału, stosowane materiały polimerowe, proces technologiczny impregnacji.
13) Nanocząstki stosowane do otrzymywania nanokompozytów. Napełniacze warstwowe. Montmorylonit, struktura i właściwości. Wpływ montmorylonitu na właściwości kompozytów. Metody otrzymywania kompozytów zawierających montmorylonity i inne napełniacze warstwowe.
14) Barierowe materiały opakowaniowe. Wielowarstwowe folie barierowe, struktura, typy stosowanych materiałów polimerowych.
15) Tkanina i membrana Gore-tex. Otrzymywanie, struktura.
16) Metody modyfikowania warstwy wierzchniej materiałów kompozytowych i polimerowych.
17) Napełniacze węglowe (nanorurki węglowe, grafen, fulereny), rodzaje struktur, otrzymywanie, wpływ na właściwości kompozytów.
18) Zastosowanie materiałów drewnopochodnych do otrzymywania materiałów kompozytowych. Płyty pilśniowe, wiórowe, OSB, sklejka, drewno klejone otrzymywanie, właściwości.
19) Metody technologiczne otrzymywania kompozytów.

Zajęcia seminaryjne (15h):

W trakcie seminarium pracując w grupie i korzystając z dostępu do baz publikacji student przygotuje raport lub prezentację dotyczącą wybranych materiałów kompozytowych, ich właściwości i zastosowania. Następnie zaprezentuje efekty swojej pracy na forum publicznym.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Zajęcia seminaryjne: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie części seminaryjnej polegającej na przygotowaniu raportu lub prezentacji obejmujących wybrane zagadnienia z zakresu kompozytów. Studentowi przysługują trzy terminy zaliczenia materiału z wykładu.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa przedmiotu jest sumą ocen z seminarium i zaliczenia materiału z wykładu odpowiednio:
ocena zaliczenia wiedzy nabytej podczas uczestnictwa w wykładzie (60%)
ocena pracy samodzielnej studenta podczas seminarium oraz ocena przygotowanego raportu lub prezentacji (40%)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Wyznaczenie terminu dodatkowego dla studentów nieobecnych na zajęciach seminaryjnych. Praca samodzielna nad materiałem wykładu przekazana studentowi nieobecnemu na zajęciach.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

podstawowa wiedza z zakresu materiałów ceramicznych, metalicznych, polimerowych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Polymers: Chemistry and physics of modern materials, 3rd edition, J.M.G. Cowie, V. Arrighi, CRC Press, 2008
2. Handbook of elastomers, second edition, Revised and Expanded, edytor A.K. Bhowmick, H.L. Stephens, Marcel Dekker Inc., Nowy Jork, 2001
3. Współczesna wiedza o polimerach. Wybrane zagadnienia, J.F. Rabek, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008
4. Polimery. Otrzymywanie, metody badawcze, zastosowanie, J.F. Rabek, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa, 2013
5. Polimerowe kompozyty konstrukcyjne, W. Królikowski, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2017
6. Polymer nanocomposites, processing, characterization and applications, J. H. Koo, McGraw-Hill, Nowy Jork, 2006, DOI:10.1036/0071458212
7. Advances in polyolefin nanocomposites, edytor V. Mittal, CRC Press, Bocka Raton, 2011
8. Structural and mechanical properties of polymer nanocomposites, S.C. Tjong, Materials Science and Engineering R 53 (2006) str. 73-197, DOI:10.1016/j.mser.2006.06.001
9. Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of a new class of materials, M. Alexandre, P. Dubois, Materials Science and Engineering, 28, (2000) str. 1-63
10. Polymer/layered silicate nanocomposites: a review from preparation to processing, S. S. Ray, M. Okamoto, Progress in polymer science, 28 (2003), str. 1539-1641, DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2003.08.002
11. Materiały poliuretanowe, A. Prociak, G. Rokicki, J. Ryszkowska, PWN, Warszawa, 2014
12. Nienasycone żywice poliestrowe, P. Penczek, W. Królikowski, Z. Kłosowska-Wołkowicz, WNT, Warszawa, 2010
13. Chemia i technologia żywic epoksydowych, J. Pielichowski, P. Czub, P. Penczek, Z. Bończa-Tomaszewski, WNT, Warszawa, 2011

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

M. Zaborski, M. Lipińska, Wpływ obróbki enzymatycznej i plazmowej włókien na ich adhezję do kauczuku naturalnego – The effect of enzyme and plasma treatments of fibers on their adhesion to natural rubber” Przemysł Chemiczny, Vol. 82/8-9, pp. 985-988, (2003).
M. Zaborski, T. Marasek, M. Lipińska, Zastosowanie silanów jako promotorów adhezji gumy do włókien – application of silane coupling agents as adhesion promoters between rubber and fibers” Elastomery, Vol. 7, No. 6, pp. 17-26 (2003).
M. Lipińska, M. Zaborski, Właściwości kompozytów elastomerowych modyfikowanych nanotlenkami mineralnymi – The properties of elastomeric composites modified with mineral nano-oxides” Przemysł Chemiczny, Vol. 85/8-9, pp. 934-937, (2006).
P. Pages, T. Lacorte, M. Lipinska, F. Carrasco, „Study of curing of layered silicate/trifunctional epoxy nanocomposites by means of FTIR spectroscopy”, J Appl. Pol. Sci., Vol. 108, pp. 2107 – 2115, DOI: 10.1002/app.27853, (2008).
A. Laskowska, M. Lipińska, M. Zaborski, J. Sokołowska, „Wpływ cieczy jonowych na właściwości kompozytów elastomerowych zawierających napełniacz warstwowy. – Effect of ionic liquids on elastomeric composites filled with a layered filler.”, Przemysł Chemiczny, Vol. 89/11, pp. 1459 – 1463 (2010)
M. Lipińska, J.M. Hutchinson, „Elastomeric epoxy nanocomposites: nanostructure and properties.” Composite Science & Technology, 72, pp 640-646 (2012)
A. Laskowska, M. Lipińska, M. Zaborski, “Zastosowanie grafenu w kompozytach polimerowych” Przemysł Chemiczny, 91/5, pp 1000 – 1004 (2012)
Magdalena Lipińska, Nitrile elastomer/LDH composites with varying Mg/Al ratio, curing, nanoparticles dispersion and mechanical properties, rozdział 3 w “Elastomers”, Intech Publication, ISBN 978-953-51-5427-3, pp 39-74, 2017, DOI:10.5772/intechopen.68384

Informacje dodatkowe:

Brak