Nauka o materiałach i inżynieria wytwarzania I

UNIWERSYTET KAZIMIERZA WIELKIEGO
WYDZIAŁ MATEMATYKI, FIZYKI I TECHNIKI
INSTYTUT TECHNIKI
PROGRAM NAUCZANIA DLA KIERUNKU STUDIÓW
EDUKACJA TECHNICZNO - INFORMATYCZNA
I rok, studia pierwszego stopnia
Nazwa przedmiotu: NAUKA O MATERIAŁACH I INŻYNIERIA WYTWARZANIA I
(TWORZYWA SZTUCZNE)
Prowadzący zajęcia: Prof. dr. hab.inż. Marian Żenkiewicz (W)
Dr Piotr Rytlewski (W)
Mgr inż. Krzysztof Moraczewski (L)
Mgr inż. Magdalena Stepczyńska (L)
Rodzaj zajęć
realizowanych
W
Ć
K
L
w ramach
przedmiotu:
Liczba godzin na studiach:
stacjonarnych
45
75
20
40
niestacjonarnych
Liczba punktów ECTS
stacjonarnych
9
8
niestacjonarnych
Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi:
ƒ fizyka - w zakresie podstaw teorii ciała stałego,
ƒ chemia – w zakresie chemii organicznej, w tym chemii polimerów,
ƒ matematyka – zakresie podstaw analizy matematycznej i statystyki matematycznej.
Założenia i cele przedmiotu:
Przygotowanie studenta do rozumienia i interpretowania wiedzy z zakresu:
ƒ syntezy, budowy, klasyfikacji, właściwości i zastosowań polimerów,
ƒ wpływu napełniaczy i środków pomocniczych na właściwości materiałów
polimerowych,
ƒ konstrukcji maszyn przetwórczych i metod przetwórstwa polimerów oraz możliwości
właściwego ich wykorzystania w procesach produkcyjnych.
Metody dydaktyczne:
ƒ wykład: konwencjonalno – problemowy z wykorzystaniem prezentacji
komputerowej,
ƒ ćwiczenia: metoda problemowa, ćwiczenia laboratoryjne według instrukcji.
Treści programowe:
ƒ pojęcia podstawowe, wybrane elementy współczesnej teorii atomistycznej, budowa
atomu i wiązania chemiczne oraz właściwości węglowodorów,
ƒ przebieg, rodzaje i techniczne metody polimeryzacji, inicjatory tego procesu.
ƒ budowa polimerów; struktury: cząsteczkowa, nadcząsteczkowa i makroskopowa.
ƒ ciężar cząsteczkowy, średni ciężar cząsteczkowy polimeru i metody jego obliczania.
ƒ stany fizyczne polimerów; zmiany właściwości mechanicznych materiałów
polimerowych pod wpływem ciepła (wraz ze wzrostem temperatury).
ƒ klasyfikacja polimerów ze względu na: sposób powstawania polimeru, według
właściwości cieplno-mechanicznych i według właściwości cieplno-przetwórczych.
ƒ podział polimerów według budowy chemicznej i zwięzła charakterystyka ich
właściwości.
ƒ rodzaje, budowa i zastosowania różnych składników dodatkowych w procesach
otrzymywania i kształtowania odpowiednich właściwości materiałów polimerowych.
ƒ zastosowanie i produkcja tworzyw w Polsce i na świecie. Perspektywiczne kierunki
badań i technologii.
ƒ ogólna charakterystyka przetwórstwa. Istota i cele przetwórstwa. Podział metod
przetwórstwa według kryterium zjawisk wiodących. Kierunki rozwoju przetwórstwa.
ƒ przemiany stanów skupienia tworzywa w różnych metodach przetwórstwa. Różnice
w przetwórstwie tworzyw termoplastycznych i termoutwardzalnych.
ƒ podstawy fizyczne przekazywania ciepła w procesach przetwórstwa. Sposoby
obliczeń przekazywania ciepła w różnych układach rzeczywistych. Urządzenia
ogrzewające w maszynach do przetwórstwa tworzyw.
ƒ ochładzanie wytworów tworzywowych. Rodzaje i sposoby obliczania skurczu
cieplnego wytworów tworzywowych. Temperaturowo-czasowy obszar przetwórstwa.
ƒ wybrane elementy reologii tworzyw. Krzywe płynięcia.
ƒ charakterystyka metod przetwórstwa fizyczno-chemicznego I rodzaju i urządzeń
przetwórczych. Spajanie, porowanie, rozdzielanie cieplne, suszenie i ogrzewanie,
ulepszanie fizyczne.
ƒ charakterystyka metod przetwórstwa fizyczno-chemicznego II rodzaju. Metody
uplastyczniania tworzyw i konstrukcje różnych układów uplastyczniających oraz
konstrukcje urządzeń stosowanych w tym przetwórstwie. Wytłaczanie, wtryskiwanie,
prasowanie, formowanie próżniowe, kalandrowanie.
ƒ charakterystyka metod przetwórstwa chemicznego-fizycznego. Nanoszenie powłok,
klejenie i kitowanie, zamszowanie, drukowanie, metalizowanie, formowanie
polimeryzacyjne. Charakterystyka urządzeń przetwórczych
ƒ recykling poużytkowych materiałów polimerowych oraz produktów ubocznych
syntezy i przetwórstwa. Recykling materiałowy, surowcowy, energetyczny oraz
składowanie odpadów.
Laboratoria:
ƒ identyfikacja tworzyw sztucznych,
ƒ wyznaczanie gęstości i chłonności wody,
ƒ badanie wytrzymałości na rozciąganie, udarności twardości,
ƒ badanie ścieralności tworzyw sztucznych,
ƒ badanie właściwości termicznych tworzyw polimerowych metodą Martena,
ƒ metody cięcia i rozdrabniania tworzyw sztucznych,
ƒ metody powierzchniowej obróbki tworzyw sztucznych,
ƒ łączenie tworzyw sztucznych metodami fizykochemicznymi. Klejenie i zgrzewanie,
ƒ wytwarzanie folii płaskiej metodą wytłaczania z użyciem głowicy szczelinowej,
ƒ wytwarzanie folii metodą wytłaczanie z rozdmuchiwaniem,
ƒ sporządzanie granulatu z mieszanin polimerowych,
ƒ fluidyzacyjne wytwarzanie powłok,
ƒ formowanie próżniowe tworzyw sztucznych,
ƒ wytwarzanie elementów tworzywowych metodą wtryskiwania.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
ƒ umiejętności oceny i badań tworzyw polimerowych,
ƒ umiejętności wykonywanie analiz i doboru tworzyw polimerowych,
ƒ wiedza ogólna z zakresu budowy, syntezy i przetwórstwa polimerów.
LITERATURA:
Podstawowa:
ƒ Żenkiewicz M.: „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych. Charakterystyka,
podstawy fizyczne, metody”, Wydawnictwo Akademii Bydgoskiej, Bydgoszcz 2002.
ƒ Szlezyngier W.: „Tworzywa sztuczne”, WPL, Rzeszów 1999.
ƒ Szlezyngie W.: „Tworzywa sztuczne : chemia, technologia wytwarzania,
właściwości, przetwórstwo, zastosowanie”, WPL, Rzeszów 1996.
ƒ Pielichowski J., Pruszyński A.: „Technologia tworzyw sztucznych”, WNT, Warszawa
2003.
ƒ Dobrosz K., Matysiak A.; „Tworzywa sztuczne, materiałoznawstwo i przetwórstwo”,
WSiP, Warszawa 1994 (lub 1986).
ƒ Wilczyński K.: „Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych”, WNT, Warszawa
2001.
Uzupełniająca:
ƒ Zawistowski H. (red.): „Formowanie wyrobów z tworzyw sztucznych metodą
rozdmuchiwania”, Plastech, Warszawa 1998.
ƒ Urbaniak Z.: „Zgrzewania tworzyw sztucznych”, WNT, Warszawa 1997.
ƒ Smorawiński A.: „Technologia wtrysku”. WNT, Warszawa 1984.
ƒ Kozłowski M.: „Podstawy recyklingu tworzyw sztucznych”, OWPW, Wrocław 1998
FORMA I WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU:
ƒ aktywne uczestnictwo w zajęciach i opanowanie treści ćwiczeń laboratoryjnych,
ƒ opanowanie treści prezentowanych na wykładach,
ƒ pozytywnie zdany egzamin.