FCK3107 Polymerfysik med polyelektrolyter I 6,0 hp

Föreläsningar, bokläsning med ett stort antal problemuppgifter (lösningar finns), skriftlig examen.

• Översikt polymervetenskap: grundläggande begrepp inom polymervetenskapen, olika bindningstyper och deras beskrivning i potentialfunktioner, molviktsbegreppet och dess tillämpning inom polymervetenskapen, översikt av strukturer och fasomvandlingar, och historisk representation av polymervetenskapen (Kapitel 1)
• Kedjekonformation: theta-tillståndet, konformation hos polymerer i kristaller, olika konformationstillstånd i olika lösningsmedel (bra, theta och dåliga) samt i smälta (Flory teoremet), modeller som beskriver kedjekonformation hos polymerer, och slumpvägsstatistik (random-flight analys) (Kapitel 2)
• Gummielasticitet: termodynamiska samband uttryckta i entropikraft och entalpikraft, statistiska mekaniska modeller (affina modellen och mer kortfattat den fantomnätverksmodellen), verkliga nätverk: effekt av lösa kedjeändar, låsta ihoptrasslingar (Langley-modellen), Flory-Rehners modell, och en översikt över nyare modeller. (Kapitel 3)
• Polymerlösningar och blandningar: reguljära lösningsmodellen, definition av olika fasseparationsscenarior (kärnbildningsstyrda, spinodal fasseparation), Flory-Huggins teorin i olika former, koncentrationsregimer enligt de Gennes, löslighetsparameter-begreppet, samt en översiktlig beskrivning av tillståndsekvations-modellerna (Kapitel 4).
• Polyelektrolyter: grundläggande beskrivning av modeller och teorier, tillämpning på lösningar och geler (Kapitel 2, Sektion 2.12, text av Wågberg).                          
• Glastillståndet hos polymerer: Glastemperaturen och dess beroende av molekylär struktur och arkitektur, frivolymsbegreppet, mjukgörande, fysikaliskt åldrande– fenomenologi, modeller och teori, subglasprocesser, molekylär tolkning av glastransitionen, struktur hos polymera glas (Kapitel 5).
• Delkristalllina polymerer: polymer kristallografi, kristall-lamellen – sektorer, kedjeveckning, och lateral form (habit), överstrukturer (sfäroliter, axialiter, orienterade strukturer) och hur dessa kopplar till den lamellära strukturen inkluderande segregerade strukturer, kristallinitetsgrad, smältpunkt och hur den relaterar till kristalltjocklek (Thomson-Gibbs ekvation), kristallisationskinetik – olika klasser av teorier (översikt), kinetiska tillväxtteorier, samt slutligen en översikt över kristallisation via metastabila faser (kapitel 7 och 8)

• Översikt polymervetenskap
• Kedjekonformation
• Gummielasticitet
• Polymerlösningar och blandningar
• Polyelektrolyter                      
• Glastillståndet hos polymerer
• Delkristalllina polymerer

Efter avslutad kurs ska doktoranden ha kunskap och förmåga att:

• för kursens nivå visa tillräcklig förvärvad kunskap inom kursens specialiserade ämnen.
• utforma, planera och genomföra projekt för att angripa ett vetenskapligt problem med experiment inklusive (i förekommande lämpliga fall) simulering/modellering inom ramen för kursens ämnesområde.
• presentera och tolka resultat av egen forskning på basis av den grundläggande kunskap som delges i kursen.

Behörig till studier på forskarnivå samt grundläggande kurser i polymerteknologi.

Grundläggande polymerteknologi och termodynamik.

Fundamental Polymer Science,  Ulf W. Gedde and Mikael S. Hedenqvist, Springer Nature, New York (2019).

Lars Wågberg: Compendium and material from a few other sources.

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

• TEN1 - Skriftlig tentamen, 6,0 hp, betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Förutom skriftlig tentamen ska individuellt anpassade projektuppgifter genomföras och presenteras.

Lars Wågberg

• Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
• Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
• Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Kursen ersätter kurs F3E5054; 6,0 hp