F7PBOMCH - Makromolekulární chemie pro optometristy

Úvod do makromolekulární chemie s ohledem na materiály pro kontaktní čočky a brýlovou optiku.

Budou probrány zejména běžné typy polymerů a jejich strukturní jednotky, se zaměřením na vybrané materiály, které nějakým způsobem vstupují do výrobního procesu kontaktních čoček, respektive brýlových obrub a čoček, včetně syntézy jejich monomerů (MMA, HEMA, MA, NVP, CAB apod.).

Pozornost bude věnována základním pojmům a zákonitostem v makromolekulární chemii (řetězovitá struktura, polymerizační kontrakce, teplota skelného přechodu, polymerizační stupeň, molární hmotnost polymerů, typy polymerních struktur, typy polymerizací a způsoby jejich provádění, větší důraz bude kladen na radikálovou polymerizaci s jejími jednotlivými fázemi). V souvislosti s materiály pro kontaktní čočky bude vysvětlena problematika kopolymerizace, včetně roubovaných a blokových kopolymerů. Speciální pozornost bude věnována polymerním gelům, struktuře sítě, charakterizaci gelů, kaučukovité elasticitě, hydrogelům, polysiloxanům, silikonhydrogelům, včetně jejich charakterizace pomocí vybraných vlastností (botnací vlastnosti, mechanické vlastnosti, optické vlastnosti) a způsobu jejich stanovení. Kromě aplikace hydrogelů v lékařské i technické praxi budou průběžně akcentovány polymery pro brýlovou optiku a pomocné“ polymery, užívané ve výrobě kontaktních čoček nebo při jejich balení (PE, PP, ). Zmíněna budou i síťovací činidla, stupňovité polyreakce a polymeranalogické reakce.

Požadavky zápočtu:

1. Zápočet při dobrých výsledcích testů a 70% účasti automaticky poslední hodinu, jinak nutno uspět v zápočtovém testu. Nemoc doložená pracovní neschopností nebo zprávou lékaře je považována za absenci.

2. Základní znalosti průběžně ověřované testy. Minimum pro udělení absolutoria z každého testu je 50 % správných odpovědí. Průběžné testy se píší jenom jednou, tj. bez možnosti opravy. Zápočtový test obsahuje 40 otázek, pro udělení zápočtu student musí mít 75 % správných odpovědí.

Požadavky zkoušky:

1. Zkoušení je ústní, zkoušený dostane 3 otázky. Hodnocení standartní ČVUT.

- Historie makromolekulární chemie, přírodní a syntetické polymery

- Polymery okolo nás, technické a medicinální aplikace polymerů

- Základní pojmy: makromolekula, monomer, oligomer, polymer, makromonomer

- Polymerizační kontrakce, řetězovitá struktura, Tg, kaučukovitá elasticita polymerů

- Polymerizační stupeň, molární hmotnost polymerů

- Struktura polymerů - konstituce makromolekul (lineární, větvený, síťovaný polymer)

- Struktura polymerů - konfigurace makromolekul, konformace

- Řetězové polyreakce: Radikálová polymerizace, iniciace, typy iniciátorů

- Řetězové polyreakce: Radikálová polymerizace, propagace, terminace, přenosové reakce

- Řetězové polyreakce: Radikálová kopolymerizace, kopolymerizační parametry, Q,e schema

- Řetězové polyreakce: Radikálová kopolymerizace, alternující a ideální kopolymerizace, blokové a roubované kopolymery

- Řetězové polyreakce: Způsoby provádění radikálových polymerizací: bloková, roztoková, suspenzní a emulzní polymerizace polymerizace

- Stupňovité polyreakce - srovnání stupňovitých a řetězových polyreakcí

- Stupňovité polyreakce - polykondezace a polyadice

- Stupňovité polyreakce - charakteristické vazby vznikající při polyreakci

- Stupňovité polyreakce - polyestery, polyamidy, polysiloxany

- Polymeranalogické reakce, reakce polyvinylacetátu, reakce celulosy

- Polymerní gely, vznik a struktura sítě, sol/gel, charakterizace gelů

- Hydrogely, PHEMA, další glykolmethakryláty, PVP

- Hydrogely, GMMA, AAm, MA

- Vlastnosti hydrogelů: botnací, optické, povrchové (kontaktní úhel) a způsoby jejich stanovení

- Vlastnosti hydrogelů: mechanické a způsoby jejich stanovení

- Syntéza monomerů

- Síťující činidla

- Silikonhydrogely

- Materiály pro brýlovou optiku a přehled jejich vlastností

- Degradace polymerů a nakládání s polymerními odpady, toxicita polymerů a monomerů

- Historie makromolekulární chemie, přírodní a syntetické polymery

- Polymery okolo nás, technické a medicinální aplikace polymerů

- Základní pojmy: makromolekula, monomer, oligomer, polymer, makromonomer

- Polymerizační kontrakce, řetězovitá struktura, Tg, kaučukovitá elasticita polymerů

- Polymerizační stupeň, molární hmotnost polymerů

- Struktura polymerů - konstituce makromolekul (lineární, větvený, síťovaný polymer)

- Struktura polymerů - konfigurace makromolekul, konformace

- Řetězové polyreakce: Radikálová polymerizace, iniciace, typy iniciátorů

- Řetězové polyreakce: Radikálová polymerizace, propagace, terminace, přenosové reakce

- Řetězové polyreakce: Radikálová kopolymerizace, kopolymerizační parametry, Q,e schema

- Řetězové polyreakce: Radikálová kopolymerizace, alternující a ideální kopolymerizace, blokové a roubované kopolymery

- Řetězové polyreakce: Způsoby provádění radikálových polymerizací: bloková, roztoková, suspenzní a emulzní polymerizace polymerizace

- Stupňovité polyreakce - srovnání stupňovitých a řetězových polyreakcí

- Stupňovité polyreakce - polykondezace a polyadice

- Stupňovité polyreakce - charakteristické vazby vznikající při polyreakci

- Stupňovité polyreakce - polyestery, polyamidy, polysiloxany

- Polymeranalogické reakce, reakce polyvinylacetátu, reakce celulosy

- Polymerní gely, vznik a struktura sítě, sol/gel, charakterizace gelů

- Hydrogely, PHEMA, další glykolmethakryláty, PVP

- Hydrogely, GMMA, AAm, MA

- Vlastnosti hydrogelů: botnací, optické, povrchové (kontaktní úhel) a způsoby jejich stanovení

- Vlastnosti hydrogelů: mechanické a způsoby jejich stanovení

- Syntéza monomerů

- Síťující činidla

- Silikonhydrogely

- Materiály pro brýlovou optiku a přehled jejich vlastností

- Degradace polymerů a nakládání s polymerními odpady, toxicita polymerů a monomerů

Polymery pro brýlovou optiku.

[1] PROKOPOVÁ, I. Makromolekulární chemie, VŠCHT Praha (2. vydání, 2007), ISBN: 978-80-7080-662-3.

[2] VOLLMERT, B. Základy makromolekulární chemie, Academia (1970).

[3] MLEZIVA, K. Základy makromolekulární chemie, Vydavatel: SNTL (1986).

[4] OTTENBRITE, R., PARK, M.K., OKANO, T. Biomedical Applications of Hydrogels Handbook, Springer-Verlag New York (2010), ISBN: 978-1-4419-5919-5.

[5] VELINOVA, M. E. Macromolecular Chemistry and Physics, Arcler Press LLC (2017), ISBN: 978-1-6809-4419-8.

• Bakalářský studijní program Optika a optometrie (povinný předmět)