7 ECTS credits
175 u studietijd
Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4004072ENR voor alle studenten in het 1e en 2e semester met een verdiepend master niveau.
1) Partim polymeerchemie: Prof. N. Van den Brande en Prof. B. Van Mele
Dit deel van het studiedeel Toegepaste Fysicochemie omvat theoretische lessen, theoretische oefeningen en practicum (laboratorium) betreffende de chemie van polymeren.
Polymeerchemie omvat de chemie van het synthetiseren van macromoleculen, die dankzij hun grote ketenlengte de basis vormen voor plastics, coatings, lijmen, thermoharders en rubbers. Het beheersen van de chemische samenstelling en de ketenarchitectuur van deze macromoleculen is bepalend om inzicht te krijgen in de morfologie die deze materialen krijgen na verwerking. Daarmee worden ook de materiaaleigenschappen vastgelegd, die bepalen voor welke toepassingen de diverse polymere materialen geschikt zijn. Er wordt besproken hoe veranderingen in het polymerisatiemechanisme aanleiding geven tot verschillende moleculaire microstructuren en dus ook verschillende materialen, uitgaande van dezelfde bouwstenen of monomeren. Deze cursus doelt op het bijbrengen van kennis wat betreft (1) polymeer synthese, (2) de moleculaire karakterisering van polymeren en (3) de belangrijkste vaste fase eigenschappen, zowel uit theoretisch als praktisch oogpunt.
Het theoretisch luik begint met de classificatie van polymeren, de basisbeginselen en definities. Vervolgens is er een uitgebreid overzicht van de synthese van polymeren via verschillende polymerisatiemechanismen en met verschillende polymerisatietechnieken, gaande van klassieke tot state-of-the-art methoden. Telkens wordt ook de kinetiek van de verschillende polymerisatiemechanismen besproken. Er wordt dieper ingegaan op stapgroeipolymerisaties, ketengroeipolymerisaties en copolymerisaties. De thermodynamica van polymeren in oplossingen en de conformatie van polymeren in oplossingen en in de amorfe toestand worden besproken in relatie tot de analytische methoden voor het meten van de moleculaire gewichtsverdeling. De cursus eindigt met een overzicht van de belangrijkste eigenschappen in de vaste toestand, zoals thermische stabiliteit, de glas transitie, het smelttraject en het mechanische gedrag. Tijdens het practicum worden polymeren gesynthetiseerd volgens aangeleerde polymerisatie mechanismen en technieken. Bij de voorbereiding van de synthese hoort tevens een beknopte analyse van hedendaagse wetenschappelijke literatuur. De bekomen polymeren worden moleculair gekarakteriseerd en de belangrijkste eigenschappen worden gemeten met behulp van moderne analyse technieken.
2) Partim colloidchemie: Prof. P. Van der Meeren:
In een tweede deel van het studiedeel 'Toegepaste Fysicochemie’ worden de basisprincipes van de colloïdchemie gedoceerd (enkel hoorcollege). Hierin worden volgende aspecten besproken: De colloïdale toestand, theorie van de kinetische stabiliteit, coagulatiekinetiek, elektrostatische stabilisatie, de zeta-potentiaal, sterische stabilisatie, oppervlak-actieve verbindingen en oppervlak-activiteit.
Dit studiedeel kan niet gekozen worden samen met 'Polymeren: synthese en moleculaire karakterisering'.
Partim polymeerchemie:
* cursus slides worden on-line ter beschikking gesteld
* het WPO is verplicht en is noodzakelijk om te slagen voor dit studiedeel.
Partim colloidchemie: Een geschreven cursus is beschikbaar. Daarnaast wordt cursusmateriaal online ter beschikking gesteld.
A) Partim polymeerchemie
De beoogde eindcompetenties zijn dat de student met kennis van zaken zowel praktische als theoretische vragen rond de synthese van polymeren, hun karakterisering en basiseigenschappen kan analyseren, doorgronden, oplossen, en communiceren, en dit zowel in het kader van verdere opleiding op masterniveau (bv. keuzevakken of afstudeerwerk) als in een industriële context. De student kan na het volgen van dit studiedeel:
1) een aantal kenniselementen uit de polymeerchemie reproduceren.
2) de belangrijkste specifieke moleculaire karakteriseringsmethoden toepassen voor macromoleculen in oplossing.
3) keuzes maken voor bepaalde polymerisatiemechanismen en technieken, rekening houdend met de gewenste macromoleculaire microstructuur en de daaraan gerelateerde eigenschappen en toepassingen van het gevormde polymeer. De student kan probleemoplossend denken en werken (methoden selecteren en toepassen), zelfstandig nieuwe informatie opzoeken en kritisch benaderen.
4) de genoemde kenniselementen toepassen in nieuwe probleemstellingen.
5) schriftelijk rapporteren waarom in het practicum bepaalde polymerisatiemechanismen, polymerisatietechnieken, en analysemethoden werden gekozen, welke resultaten werden bekomen, en welke conclusies hieruit kunnen worden getrokken. De student kan nauwkeurig werken en de resultaten kritisch toetsen. De student kan op gevorderd niveau communiceren over informatie, ideeën, problemen en resultaten binnen het vakgebied.
B) Partim colloidchemie
Doelstellingen
Het onderscheid kunnen maken tussen thermodynamisch stabiele oplossingen en kinetisch stabiele dispersies. Zich vertrouwd maken met de grondslagen van de kinetische stabiliteit. Vertrouwd worden met de colloïdale toestand. Vertrouwd worden met oppervlak-actieve verbindingen en hun invloed op de kinetische stabiliteit. De cursus beoogt niet enkel de fundamentele oorsprong van colloïdale eigenschappen en oppervlakfenomenen te begrijpen, maar is er tevens op gericht om hun impact op technologische processen te verklaren.
Na doorlopen van dit studiedeel:
1) heeft de student kennis van de basisfenomenen die de bereiding; karakterisatie en stabilisatie van disperse systemen zoals emulsies, suspensies en liposomale dispersies beïnvloeden.
2) heeft de student kennis van het onderscheid tussen thermodynamisch en kinetisch stabiel en dit kunnen illustreren aan de hand van diverse voorbeelden.
3) kan de student het verschil maken tussen attractieve destabiliserende krachten en anderzijds repulsieve (elektrostatisch, sterisch en elektrosterische) stabiliserende krachten.
4) heeft de student kennis van de bepalende factoren voor het gedrag van oppervlak-actieve verbindingen.
5) is de student in staat om het verband te zien tussen samenstelling en functionaliteit van ingrediënten in disperse systemen.
De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 54% van het eindcijfer
Examen Schriftelijk bepaalt 28% van het eindcijfer
WPO Praktijkopdracht bepaalt 18% van het eindcijfer
Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:
Binnen de categorie Examen Schriftelijk dient men volgende opdrachten af te werken:
Binnen de categorie WPO Praktijkopdracht dient men volgende opdrachten af te werken:
De student dient geslaagd te zijn voor beide partims. Bij niet slagen voor alle partims komt de eindscore overeen met de score van het partim met de laagste score. Bij hernemen van examen wordt de student vrijgesteld van het partim met de hoogste score.
1) DEEL Prof. Van den Brande en Prof. Van Mele (samen 5/7 van het totale eindcijfer)
HOC: Mondelinge evaluatie met mogelijkheid tot korte voorbereiding
WPO: De evaluatie van het practicum (attitude in het lab, volgen van de veiligheidsprotocols, praktische vaardigheden), samen met een beknopte presentatie van het uitgevoerde werk op het mondeling examen, telt mee voor 25% van de score van dit partim. Er is geen mogelijkheid om de practica opnieuw uit te voeren in de tweede zittijd.
2) DEEL Prof. P. Van der Meeren (2/7 van het totale eindcijfer):
Schriftelijk examen gevolgd door een mondeling examen. Dit examen wordt gehouden op een ander tijdstip dan bovenvermeld onderdeel van het studiedeel.
Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: chemie en bioprocestechnologie: voedingsbiotechnologie