Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

Materia de 4,5 créditos ECTS. Se trata de una asignatura que proporciona los conocimientos básicos sobre polímeros a utilizar en otras materias más específicas y por lo tanto se imparte en el primer cuatrimestre.



Al finalizar el curso, el alumno poseerá los conocimientos generales básicos sobre la ciencia de polímeros para poder aplicarlos significativamente en el contexto de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales. Asimismo estará capacitado para ejecutar e interpretar ensayos de caracterización estructural y mecánica sobre materiales poliméricos.



Objetivos específicos del aprendizaje

- Proporcionar los fundamentos y principios básicos de la ciencia de polímeros para poder aplicarlos significativamente en el contexto de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales.

- Dar a conocer las propiedades físico-químicas y mecánicas de los polímeros en relación a su composición y estructura.

- Dar a conocer las técnicas instrumentales y de laboratorio existentes para el análisis de la estructura y propiedades de los materiales polímeros.

- Dar a conocer las diferentes familias de materiales plásticos existentes y sus posibles aplicaciones.



Destrezas y habilidades

Comunicación oral y escrita en lengua propia. Habilidades de investigación. Habilidades interpersonales.



Metodología docente

Esta asignatura se impartirá mediante clases magistrales, prácticas de aula (problemas), seminarios y prácticas de laboratorio.



Tiempo para cada tipo de docencia

Presenciales para el alumno: 4,5 créditos (x 9 aprox) = 40 horas presenciales para los alumnos (30 en aula y 10 en laboratorio y seminarios) + 5 horas para evaluación = 45 horas

Establecidos 1 grupo único para aula (magistrales, prácticas de aula) y seminarios, y 3 grupos para prácticas de laboratorio y de ordenador.

No presenciales para el alumno:

75 horas distribuidas en 60 horas para preparación individual o en equipo de las actividades programadas (incluye resolución de problemas experimentales utilizando los equipos disponibles en el laboratorio; preparación de guiones de prácticas y seminarios) y 15 horas de estudio

Irakasgaia ikastean lortuko diren emaitzak

- Ikasleek Polimeroen zientziaren oinarrien bitartez gai izatea jasotako ezagutzak modu egokian aplikatzeko Materialen Zientziaren eta Ingeniaritza arloan.



- Ikasleek ezagutu ditzatelazeintzuk diren polimeroen propietate fisiko-kimiko eta mekanikoak, eta hauek beren konposizioa eta egiturarekin erlazionatzen jakitea.



- Ikasleek jakitea zeintzuk diren laborategiko teknika instrumentalak eta haiek ezagutzea material polimerikoen egitura eta propietateen analisia egiteko gai izanik.



- Ikasleek material plastiko familia desdeberdinak ezagutu behar dituzte eta zein aplikazioatarako diren baliagarriak ere bai.

Ohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

Según calendario de exámenes del máster. Se comunicará al comienzo de curso.

Ezohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

Según calendario de exámenes del máster. Se comunicará al comienzo de curso.

Irakasgai-zerrenda

De las pequeñas moléculas a las macromoléculas. Los polímeros y el enlace. Síntesis de polímeros: reacciones de polimerización. Peso molecular y distribución de pesos moleculares. Polímeros y plásticos. Familias de materiales poliméricos.

Unidades químicas repetitivas. Clasificación y definición: homopolímeros, copolímeros; polímeros lineales, ramificados, reticulados. Conformación (ovillo estadístico, cadena plegada, extendida). Volumen libre y volumen ocupado. Configuración (estéreoisomería, isomería cis-trans). Funcionalidad de monómeros y estructura de polímeros.

Relaciones termodinámicas. Transición de 1er orden: fusión. Transición de 2º orden: Tg. El estado amorfo. Métodos experimentales de la medida de la Tg: dilatometría, calorimetría diferencial de barrido, método mecánico. Transición vítrea. Factores que afectan a la Tg (peso molecular, estructura química, diluyentes y copolimerización).

Características generales. Difracción de rayos X. Celda unidad en cristales poliméricos. Laminillas. Esferulitas. Morfología de polímeros semicristalinos. Microscopía óptica de luz polarizada. Factores termodinámicos que afectan a la Tm. Factores cinéticos que afectan a la cristalización. Ecuación de Avrami.

Flujo simple de cortadura monodireccional: viscosidad y tensiones normales. Comportamiento reológico. Ley de Newton. Comportamiento no newtoniano: pseudoplástico, dilatante, plástico de Bingham. Tixotropía y Reopexia. Reología de fundidos poliméricos. Ley de Ostwald. Efecto del peso molecular en la viscosidad de fundidos. Disoluciones concentradas de polímero. Disoluciones diluidas.

Análisis de la composición de polímeros. Espectroscopia infrarroja (FTIR). Resonancia magnética nuclear (RMN). Determinación de pesos moleculares (Viscosimetría, Osmometría, Cromatografía de exclusión por tamaños-SEC). Calorimetría diferencial de barrido. DSC. Microscopía óptica y electrónica.

Tres tipos básicos de comportamiento a tracción. Rango de Prop. Mecánicas con respecto a otros materiales de ingeniería. Propiedades mecánicas de los polímeros más comunes a T ambiente. Efecto de la temperatura y de la velocidad de deformación. Cinco regiones de comportamiento viscoelástico. Fluencia. Relajación de tensiones. Principio de superposición tiempo-temperatura. Ensayos dinámico mecánicos. Modelos reológicos. Efecto de diversos parámetros del material (estructura química, reticulación, cristalinidad¿) en las propiedades viscoelásticas.

Rotura dúctil y frágil. Cristalización y endurecimiento por deformación. Orientación molecular. Fibras poliméricas. Unidades textiles. Rotura frágil. Aplicación de la mecánica de fractura a polímeros: G1c y K1c. Algunos casos de estudio de fractura de polímeros. Efecto de las variables de material en los parámetros de fractura. Polímeros modificados para impacto. Fatiga en polímeros. Curvas S-N. Diseño en fatiga. Mecanismos de rotura por fatiga en polímeros.

Envejecimiento y degradación. Envejecimiento físico. Envejecimiento térmico. Envejecimiento climático. Biodegradación. Combustión.

Termoplásticos. Commodity plastics: PE, PP, PVC, PS Engineering plastics : PA-nylons, poliésteres PET/PBT. Policarbonato. Polímeros acrílicos (PAN, PMMA) y fluoropolímeros (PTFE). Termoplásticos de ingeniería: PEEK, PES, PEI, etc. Materiales termoestables:Resinas fenólicas. Aminoplásticos(UF, MF). Poliésteres termoestables. Resinas epoxi. Poliuretanos. Elastómeros: caucho natural; vulcanización. Cauchos sintéticos: SBR; IR; BR; NBR; CR; EPDM. Elastómeros termoplásticos: copolímeros de bloque, EPM y fluoroelastómeros. Materiales compuestos.

Bibliografia

Nahitaez erabili beharreko materiala

Cuaderno de notas de la asignatura. Ed. ETS de Ingeniería de Bilbao.

Oinarrizko bibliografia

- SPERLING L. H. "An introduction to physical polymer science" Ed. Wiley , NY (1993)

- WARD I.M, HADLEY, D.W. "Mechanical properties of solid polymers", Ed. Wiley (1993)

- PAINTER P. C. , COLEMAN, M.M. "Fundamentos de ciencia de polímeros" Ed. Technomic (1996)

- CALLISTER W.D. "Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales", Vol. 2. Ed. Reverté, Barcelona (1995)

Gehiago sakontzeko bibliografia

- CRAWFORD R.J. "Plastics Engineering" Ed Pergamon (1987)

- HULL D., CLYNE T.W. "An introduction to composite materials", Cambridge solid state science series (1996)

- ASHBY M. J., JONES D.R.H. "Engineering materials "vol. 1 y 2. Ed. Pergamon press, Oxford (1999).

Aldizkariak

Macromolecules

Polymer

Polymer Enigineering and Science

Polymer Composites

Journal of Applied Polymer Science

Journal of Materials Science

Progress in Polymer Science

Estekak

www.scidirect.com

scifinder scholar. Acceso a revistas de interes.