Caracterización de polímeros - UIMP

Caracterización de polímeros

MÁSTER UNIVERSITARIO EN ALTA ESPECIALIZACIÓN ENPLÁSTICOS Y CAUCHO

UNIVERSIDAD INTERNACIONAL MENÉNDEZ PELAYO

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MÁSTER UNIVERSITARIO EN ALTA ESPECIALIZACIÓN EN PLÁSTICOS Y CAUCHO


DATOS GENERALES

Breve descripción

En esta asignatura se describen los parámetros que se emplean para caracterizar un polímero,así como las técnicas empleadas para ello:

de determinación de pesos moleculares y dimensiones

espectroscópicas

de análisis térmico

de difracción de rayos X

microscópicas

Título asignatura


Código asignatura

100498

Curso académico

2013-14

Planes donde se imparte


Créditos ECTS

6

Carácter de la asignatura

OBLIGATORIA

Duración

2 / 2

6

http://www.uimp.es/postgrado/estudios/fichaestudio.php?plan=P00B&any=2013-14&lan=es



Cuatrimestral

Idioma

Castellano

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CONTENIDOS

Contenidos

La asignatura se enmarca dentro del Módulo I "Ciencia de Polímeros", que suministra las basespara la caracterización de los materiales polímeros, estudiando un conjunto muy amplio demétodos para obtener información sobre composición, estructura y propiedades de losmateriales. La formación adquirida proporcionará al alumno la introducción a la caracterizaciónde polímeros y los aspectos relacionados con la dificultad que supone la caracterización demateriales en estado sólido.

En esta asignatura se pretende obtener un conocimiento lo más completo posible de los diversosmétodos de caracterización encaminados a dilucidar tanto la composición y estructura de losmateriales polímeros, como sus propiedades finales, considerando que la aplicabilidad de unmaterial viene condicionada por tales propiedades.

Es evidente que el conocimiento lo más exhaustivo posible de las relacionescomposición/estructura/propiedades son fundamentales a la hora de decidir las aplicacionesconcretas. En este sentido, y como consecuencia de la naturaleza de las sustancias poliméricas,con sus variaciones en el tamaño molecular y su distribución, la medida de pesos moleculares esde fundamental importancia para su caracterización y entendimiento de sus propiedades. Comomuchas de las técnicas de caracterización se llevan a cabo en disolución y puede obtenerseabundante información al aplicar las expresiones termodinámicas correspondientes, estaasignatura incluye también una revisión de las principales teorías de disolución demacromoléculas.

Objetivos de la asignatura

Introducir las principales técnicas de caracterización de polímeros, tanto en disolucióncomo en estado sólido.Obtener una información lo más exhaustiva posible de los parámetros estructurales ymorfológicos y de las transiciones de fase de los materiales polímeros.Relacionar diversas magnitudes experimentales con parámetros inherentes de lasmacromoléculas, a partir de las correspondientes teorías de disoluciones.Destacar la importancia de las relaciones composición/estructura/propiedades.

Temario

Tema 1 - Estadística conformacional de polímeros.

Tema 2 - Teoría de disoluciones y mezclas de polímeros.

Tema 3 - Viscosidad de soluciones de polímeros. Propiedades hidrodinámicas.

Tema 4 - Pesos moleculares promedio. Polidispersidad. Distribuciones de pesos moleculares.

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Tema 5 - Métodos de caracterización más usuales del peso molecular y distribuciones.

Tema 6 - Espectroscopia de RMN. Espectroscopia de RMN en estado sólido. Aplicaciones.

Tema 7 - Espectroscopia IR y FTIR. Fundamentos de la espectroscopia IR. Aplicaciones enpolímeros.

Tema 8 - Espectroscopia RAMAN y FTRAMAN. Aplicaciones a polímeros.

Tema 9 - Espectroscopia UV. Aplicaciones.

Tema 10 - Calorimetría diferencial de barrido. Calorimetría modulada.

Tema 11 - Análisis termogravimétrico.

Tema 12 - Análisis dinamomecánico.

Tema 13 - Difracción de rayos X convencional y utilizando radiación sincrotrón.

Tema 14 - Microscopía electrónica.

Tema 15 - Microscopía de fuerza atómica.

Tema 16 - Estructura electrónica de moléculas y sólidos: transiciones electrónicas de nivelesinternos.

Tema 17 - Espectroscopia de fotoemisión (XPS, ESCA).

Tema 18 - Espectroscopia de electrones Auger.

Tema 19 - Espectroscopia de absorción de rayos X (XAS, XANES, EXAFS).

Tema 20 - Espectroscopias de emisión de rayos X (XES, fluorescencia y microanálisis de rayosX).

Prácticas

Práctica 1 - Densidad

Práctica 2 - Viscosidad

Práctica 3 - Propiedades eléctricas

Práctica 4 - Análisis organoléptico

Práctica 5 - Microscopía electrónica

Práctica 6 - Microscopía de fuerza atómica

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Práctica 7 - RMN de estado sólido

Seminarios

Seminario 1 - Seminario de caracterización de polímeros

Seminario 2 - Seminario de Caracterización

Conferencias

Conferencia sobre caracterización

Visitas académicas

Visita a laboratorio de caracterización

Evaluación

Evaluación parcial y examen final

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COMPETENCIAS

Transversales

CT1.- Aplicación de conocimientos: demostrar que los estudiantes conocen los fundamentosestructurales y de aplicación de los materiales basados en plásticos y caucho, aplicando losconocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en contextos amplios omultidisciplinares relacionados con su área de especialización.

CT2.- Capacidad de comunicación de conocimientos: que los estudiantes sean capaces decomunicar, oralmente y por escrito, sus investigaciones y conclusiones con los fundamentos quelas sustentan, tanto a un público especializado como no experto, de un modo claro, conciso ycomprensible.

CT3.-Capacidad de emitir juicios: que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos yenfrentarse a la complejidad que supone formular juicios a partir de una información científica y/otécnica. Incluyendo también los aspectos de reflexiones sobre las responsabilidades sociales yéticas ligadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.

Específicas

CE1.- Demostrar que el alumno conoce los métodos y procedimientos de químicamacromolecular para la síntesis de polímeros, así como los aspectos cinéticos y decaracterización y análisis propios de los materiales polímeros.

CE2.- Aplicar los métodos de caracterización y análisis a los materiales polímeros, según laspropiedades fisicoquímicas a estudiar, así como los diferentes tipos de ensayos de los materialesbasados en plásticos y caucho.

CE3.- Demostrar que conoce los fundamentos estructurales y la físico-química del estado sólidode los polímeros para conseguir correlacionar la estructura con las propiedades.

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PLAN DE APRENDIZAJE

Actividades formativas

Trabajo presencial (horas)

Asistencia y participación en clases presenciales de teoría: 33Seminarios para complementar aspectos de tipo práctico: 4Asistencia y realización de prácticas presenciales en laboratorios del CSIC y otrasentidades y empresas participantes en el Máster: 18Visitas de carácter práctico a empresas para ver "in situ" tecnologías directamenterelacionadas con la materia tratada: 3 Sesiones de evaluación: 2

Trabajo no presencial (horas)

Trabajo autónomo o en grupo: 90

Este trabajo autónomo consistirá en el estudio de los contenidos teóricos y prácticos de laasignatura. Para ello, los estudiantes contarán con las informaciones disponibles en el AulaVirtual, cuadernos de prácticas, libros de consulta y medios disponibles en el CSIC informáticos yde biblioteca.

Metodologías docentes

Las clases teóricas serán complementadas con seminarios y clases prácticas de laboratorio. Setienen previstas visitas académicas a empresas, que se centrarán en laboratorios decaracterización del entorno de Madrid.

MD2.- Realización de prácticas en laboratorios con un guión previo para su mejor seguimiento yentendimiento.

MD3.- Resolución de casos prácticos de interés industrial con técnicas de caracterización yestudio de polímeros para complementar el conocimiento adquirido.

MD4.- En todas las visitas a empresas se imparten explicaciones generales y particulares del tipode industria y producto fabricado. Esto se realiza en el inicio y se continúa durante toda la visita.Los alumnos plantean cuestiones concretas sobre lo que van viendo.

Resultados de aprendizaje

Los estudiantes deberán haber adquirido al término de la asignatura los siguientesconocimientos:

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1. Fundamentos de las principales técnicas de caracterización.

2. Fundamentos de las teorías de disoluciones.

3. Parámetros más relevantes en la caracterización de polímeros.

4. Semejanzas y diferencias entre los polímeros y otros materiales.

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SISTEMA DE EVALUACIÓN

Descripción del sistema de evalución

Se realizará un examen al finalizar la asignatura (ponderación mínima 90 y máxima 100)

Se planteará a los estudiantes un problema concreto para resolver, que podrán hacer engrupo (ponderación mínima 5 y máxima 10)

Calendario de exámenes

Fecha de examen en convocatoria ordinaria: 4 de febrero de 2014

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PROFESORADO

Profesor responsable

Pérez Tabernero, Ernesto

Profesor de InvestigaciónInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Profesorado

López González, María del Mar C.

Científica TitularInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Corrales Viscasillas, María Teresa

Científico TitularInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

García Sánchez, Carolina

Doctora en Química.Titulada Superior EspecializadoInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Gómez Varga, José David

Ingeniero Técnico IndustrialInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Ellis , Gary James

Investigador CientíficoInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

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Jiménez Guerrero, Ignacio

Investigador CientíficoInstituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Garrido Fernández, Leoncio


Arranz Andrés, Javier

Investigador ContratadoInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Benavente Castro, María del Rosario

Profesora de InvestigaciónInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

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HORARIO

Horario

14/10/2013

19:00 - 20:00

Tema 1: Estadística conformacional de polímeros

Ernesto Pérez Tabernero


16/10/2013

19:00 - 20:00

Tema 2: Teorías de disoluciones y mezclas de polímeros



18/10/2013

16:00 - 17:00

Tema 3: Viscosidad de soluciones de polímeros


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17:00 - 18:00

Tema 4: Pesos moleculares, promedio



22/10/2013

18:00 - 19:00

Tema 5: Métodos de caracterización más usuales del peso molecular y distribución



19:00 - 20:00

Tema 6: Difracción de rayos X convencional y utilizando radiacín sincrotrón


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23/10/2013

16:00 - 17:00

Tema 6: Difracción de rayos X convencional y utilizando radiacín sincrotrón



17:00 - 18:00

Tema 11: Espectroscopía de RMN. Espectroscopía de RMN en estado sólido



28/10/2013

19:00 - 20:00

Tema 11: Espectroscopía de RMN. Espectroscopía de RMN en estado sólido

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30/10/2013

16:00 - 18:00

Tema 7: Calorimetría diferencial de barrido

María del Rosario Benavente Castro


04/11/2013

17:00 - 18:00

Tema 7: Calorimetría diferencial de barrido



07/11/2013

17:00 - 18:00

Tema 8- Análisis termogravimétrico

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11/11/2013

16:00 - 17:00

Tema 18 - Fenómenos de transporte de gases de polímeros

María del Mar C. López González


17:00 - 18:00

Tema 9- Microscopía electrónica

José David Gómez Varga


15/11/2013

16:00 - 18:00

Tema 10 - Microscopía de fuerza atómica


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18/11/2013

16:00 - 18:00

Tema 12- Espectroscopía electrónica

María Teresa Corrales Viscasillas


19/11/2013

11:00 - 13:00

Seminario 2: Caracterización de Polímeros 2



16:00 - 18:00

Tema 12- Espectroscopía electrónica



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20/11/2013

18:00 - 20:00

Tema 13- Espectroscopía vibracional. Espectroscopía IR y RMN



21/11/2013

16:00 - 18:00

Prácticas: Orientación en polímeros. Medidas de birrefringencia



25/11/2013

16:00 - 18:00

Tema 13- Espectroscopía vibracional. Espectroscopía IR y RMN



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26/11/2013

16:00 - 18:00

Práctica: Determinación de la cristalinidad de un polímero a través de medidas de densidad

Javier Arranz Andrés


28/11/2013

11:00 - 13:00

Práctica - Análisis organolépticos



04/12/2013

16:00 - 17:00

Tema 13 - Espectroscopía de RMN. Espectoscopía IR y FTIR



17:00 - 18:00

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Tema 14 - Introducción a las espectroscopias con electrones

Ignacio Jiménez Guerrero


05/12/2013

10:00 - 12:00

Prácticas: análisis organolépticos 2



10/12/2013

16:00 - 18:00

Prácticas: conductividad eléctrica de polímeros

Javier Arranz Andrés


16/12/2013

10:00 - 12:00

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Prácticas: caracterización de polímeros mediante microscopía



07/01/2014

10:00 - 12:00

PRÁCTICA 16: Caracterización de polímeros mediante microscopía de fuerza atómica



10/01/2014

16:00 - 17:00

Tema 14 - Introducción a las espectroscopias con electrones



17:00 - 18:00

Tema 15: Espectroscopías de absorción de rayos X (XAS, XANES, EXAFS)


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13/01/2014

16:00 - 17:00

Tema 15: Espectroscopías de absorción de rayos X (XAS, XANES, EXAFS)



17:00 - 18:00

Tema 16: Espectroscopía de emisión de rayos X (XES)



14/01/2014

16:00 - 18:00

PRÁCTICA 20: RMN de Estado Sólido (1)

Leoncio Garrido Fernández


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21/01/2014

11:00 - 13:00

SEMINARIO: Caracterización de Polímeros

Gary James Ellis


22/01/2014

18:00 - 19:00

Tema 17: Espectroscopía de emisión de rayos X (XES)



19:00 - 20:00

Tema 18: Análisis dinamomecánico



23/01/2014

10:00 - 12:00

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PRÁCTICA 23: Caracterización de polímeros por GPC

Carolina García Sánchez

Doctora en Química.Titulada Superior EspecializadoInstituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP)Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

04/02/2014

16:00 - 18:00

Evaluación de la asignatura



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BIBLIOGRAFÍA Y ENLACES RELACIONADOS

Bibliografía

1. P.J. FLORY: Principles of Polymer Chemistry, Cornell, New York 1953.

2. "Comprehensive Polymer Science", Vol. I: Polymer Characterization, Pergamon, Oxford1989.

3. V.B.F. MATHOT: Calorimetry and Thermal Analysis of Polymers, Hanser, NewYork 1994.

4. J.L. KOENIG: Spectroscopy of Polymers, 2nd. ed., Elsevier, New York 1999.

5. P.A. Mirau, Solid-State NMR of Polymers, Rapra Review Report 128, Vol. 11, No. 8(2001).

6. J.L. Koenig, Infrared and Raman Spectroscopy of Polymers, Rapra Review Report 134,Vol. 12, No. 2 (2001).

7. Ciencia y Tecnología de Materiales Poliméricos, Instituto de Ciencia y Tecnología dePolímeros, Madrid 2004.

8. G. Strobl: The Physics of Polymers: Concepts for Understanding their Structures andBehavior, Springer, Berlin 2007.

9. Applications of Synchrotron Light to Scattering and Diffraction Phenomena in Materialsand Life Sciences, Lecture Notes in Physics Vol. 776, Heidelberg and Berlin 2009.

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