Nombre de la asignatura: Introducción a los Polímeros (MPING-02138) Línea de trabajo: Materiales y Nanotecnología Tiempo de dedicación del estudiante a las actividades de: DOC- TIS-TPS - Horas Totales - Créditos. 48 – 20 – 100 -168 - 6 DOC: Docencia; TIS: Trabajo independiente significativo; TPS: Trabajo profesional supervisado. 1. Historial de la asignatura Fecha revisión / Participantes actualización Observaciones, cambios o justificación Instituto Tecnológico de Dra. Ana Laura Martínez Hernández Querétaro, enero de Dr. Oscar Gómez Guzmán 2013. Dr. Jose Arturo Toscano Giles Dr. Carlos Velasco Santos Dra. Esperanza Rodríguez Morales. 2. Pre-requisitos y correquisitos. Conceptos de polímeros y fisicoquímica de polímeros básicos. 3. Objetivo de la asignatura. Proveer al alumno de los conocimientos básicos de la ciencia e ingeniería de los polímeros de manera que se forme un panorama global de los alcances de esta área. 4. Aportación al perfil del graduado Los polímeros constituyen un área de alta relevancia en el ámbito de los materiales, su síntesis y procesamiento, así como sus propiedades y aplicaciones se caracterizan por principios básicos bien definidos pero con constantes desarrollos e innovaciones. Éstas buscan responder a las crecientes demandas por nuevos y mejores productos que cubran diversas necesidades industriales y comerciales. Así es importante que un graduado en Ingeniería conozca estos principios básicos y que tenga los conocimientos suficientes para entender y desarrollar las innovaciones tecnológicas y la investigación aplicada que se realiza continuamente en este sentido. 5. Contenido temático. Unidad Temas Subtemas 1. Síntesis de polímeros. 1.1 Clasificación de rutas de Objetivo: Que el 1.1.1 síntesis de polímeros alumno Poliadición y policondensación identifique los diferentes tipos de 1.1.2 síntesis de polímeros. Polimerización en cadena, por radicales libres e iónica. 1.1.3 Complejos de coordinación, por etapas y viviente Unidad Temas 2. Caracterización de polímeros 2.1 Peso Molecular Subtemas en 2.1.1 Masa molar, grado de polimerización y polímeros Objetivo: El alumno conocerá las número promedio de características importantes de los masa molecular polímeros que propiedades, influyen en sus aplicaciones y 2.1.2 Osmometría 2.1.3 Viscosimetría procesamiento. 2.1.4 Dispersión de luz 2.2 Estado Amorfo y 2.2.1 Tacticidad semicristalino de polímeros 2.2.2.Estructura de polímeros amorfos 2.2.3 Estructura semicristalina 2.2.4 Temperatura de fusión y de transición vítrea 2 Unidad Temas Subtemas 2.2.5 Determinación de Tg por calorimetría 2.3 Características reológicas de polímeros 2.3.1 La importancia de la reología en polímeros 2.3.2 Origen molecular del comportamiento reológico 2.4 Propiedades mecánicas 2.4.1 Ley de Hooke 2.4.2 Comportamiento mecánico de polímeros de acuerdo a su estructura. 2.4.3 Análisis Dinámico Mecánico 2.4.4 Elasticidad entrópica Unidad Temas 3. Biopolímeros. 3.1 Clasificación de Objetivo: Que el alumno identifique los diferentes tipos de biopolímeros y su origen biopolímeros de acuerdo Acidos nucleicos 3.1.2 Proteínas 3.2.1 Polisacáridos Temas 4. Autoagregación de polímeros 4.1 Principios básicos de autoagregación Que 3.1.1 a su origen y estructura Unidad Objetivo: Subtemas el Subtemas 4.1.1 Estado coloidal 4.1.2 Terminología de autoagregación y alumno autoensamble identifique los conceptos básicos de la autoagregación y 4.1.3 autoensamble de polímeros Determinación de concentración critica de 3 agregados 4.1.4 Determinación de temperatura crítica inferior de solución 3. Metodología de desarrollo del curso. Exposición de temas Trabajo en equipo Tareas Temas de investigación Identificación de aspectos prácticos en planta industrial Discusión y análisis de artículos de divulgación sobre innovación tecnológica, caracterización, aplicación y desarrollo de polímeros 4. Sugerencias de evaluación. - Aplicar una evaluación escrita según el contenido de cada unidad temática, la cual representa cuando mucho el 70% de la calificación de la asignatura. - El porcentaje restante puede obtenerse al evaluar los resultados del Trabajo Significativo Independiente y del Trabajo Profesional Supervisado, así como del cumplimiento en las actividades adicionales encomendadas, asistencia, participación en clases, tareas. 5. Bibliografía y Software de apoyo. Bibliografía base: 1. Robert J. Young, Peter A. Lovell, Introduction to Polymers, CRC Press, 2011 2. Montgomery T. Shaw, Introduction to Polymer Rheology, John Wiley & Sons, 2012 3. Ward I. M., Hadley D.W., An introduction to the mechanical properties of solid polymers, John Wiley & Sons, 2000 4. Johan R. C. van der Maarel, Introduction to Biopolymer Physics, World Scientific Publishing, 4 2008 Bibliografía complementaria: 1. Ureta Barrón Ernesto Polímeros, Estructura, propiedades y aplicaciones. Ed. LIMUSA, S.A. de C.V. 1989. Primera edición 2. Odian G Principios de Polimerización. John Wiley & Sons, 1991. 3. Remmp, P. and Merril, E.W. Polymer Synthesis Ed. Wiley Interscience 4. Billmeyer Fred W., Jr. Wiley Textbook of polymer science. Interscience 1971. Second edition 5. Munk P. Introduction to the Macromolecular Science Ed. John Wiley & Sons. 6. Seymour Raimond B., Carraher Charles E., Jr. Introducción a la Química de los polímeros., Ed. Reverté, S.A. 1998 7. Velasco, Pierre Y. Mehrenberger, Miguel Uribe Los polímeros, Síntesis, Caracterización, Degradación y Reología. SEP Instituto Politécnico Nacional 1996. Primera edición Sitios útiles: http://www.plastico.com http://www.plasticosmexicanos.com.mx http://www.hindawi.com Software Origin Lab ( http://originlab.com/ ) Lecturas obligatorias: Articulos de divulgación y científicos relacionados a la innovación en síntesis y determinación propiedades de polímeros Otras lecturas recomendadas: Manuales técnicos de propiedades de polímeros 5 6. Actividades propuestas Unidad 1. Síntesis de polímeros Actividad 1. Discutir los diferentes mecanismos de reacción por adición (radical libre, iónica y por coordinación) y condensación realizando ejercicios donde se observen las etapas de mecanismos de polimerización para algunos polímeros y presentarlo en un seminario. 3. Asistencia a conferencias técnicas de modo presencial o via Internet 4. Lectura y análisis de artículos de divulgación y/o científicas que demuestren una innovación en el desarrollo de este proceso. Unidad 2. Caracterización de Polímeros Actividad 1. Definir y comprender el peso molecular de un polímero, su efecto en las propiedades, realizar cálculos y presentar resultados en reportes individuales. 2. Reconocer e Interpretar la temperatura de transición vítrea de los polímeros semicristalinos y amorfos y el efecto en el procesamiento de los mismos 3. Elaborar mapas conceptuales correlacionando la estabilidad térmica de los polímeros con la estructura y la composición química. Investigar los diferentes ensayos existentes para su definición y presentar exposiciones grupales. 4. Analizar el comportamiento de los materiales plásticos al ser sometidos a ácidos y bases fuertes o diluidas y el efecto de los solventes de 6 origen orgánico en los termoplásticos, elastómeros y termofijos 5. Asistencia a conferencias técnicas de modo presencial o via Internet 6. Lectura y análisis de artículos de divulgación y/o científicas que demuestren una innovación en el desarrollo de este proceso. Unidad 3. Biopolímeros Actividad 1. Identificación de biopolímeros utilizados en materiales comerciales 2. Identificación de ventajas y desventajas de su uso 3. Asistencia a conferencias técnicas de modo presencial o via Internet 4. Lectura y análisis de artículos de divulgación y/o científicas que demuestren una innovación en el desarrollo de biopolímeros Unidad 4. Autoagregación de polímeros Actividad 1. Identificación de aplicaciones industriales de autoagregación de polímeros 2. Asistencia a conferencias técnicas de modo presencial o via Internet 3. Lectura y análisis de artículos de divulgación y/o científicas que demuestren una innovación en el desarrollo de este proceso. 7 10. Nombre y firma del catedrático responsable. Dr. Jose Arturo Toscano Giles. Dr. Oscar Gómez Guzmán. Dr. Carlos Velasco Santos. Dra. Ana Laura Martínez Hernández. Dra. Esperanza Rodríguez Morales. 8
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