Ciência dos (bio)Polímeros
Objetivos
Nesta disciplina pretende-se que o aluno adquira um conhecimento mais aprofundado sobre os materiais poliméricos, para além dos fundamentos, envolvendo a aprendizagem nas seguintes áreas:
- Conhecer os mecanismos de cinética de polimerização, sabendo estabelecer para cada tipo de mecanismo as leis de velocidade e a sua relação com o grau médio de polimerização, de forma a poder realizar com rigor o dimensionamento de reactores de polimerização.
- Conhecer os diferentes processos industriais de polimerização e de produção de biopolímeros (bioplásticos, polissacáridos e polímeros à base de proteínas)
- Ser capaz de identificar e classificar biopolímeros: Conhecer os processos de síntese, e métodos de extracção e purificação. Desenho de estruturas poliméricas inteligentes.
- Compreender os conceitos de despolimerização e upscaling.
Caracterização geral
Código
12572
Créditos
6.0
Professor responsável
Ana Rita Cruz Duarte
Horas
Semanais - 4
Totais - 70
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
NA
Bibliografia
J.M.G. Cowie, V. Arrighi, Polymers: Chemistry & Physics of Modern Materials, CRC Press, 3rd Ed., 2007
G. Odian, Principles of Polymerization, John Wiley & Sons, 4th Ed, 2004
F. Rodriguez, Principles of Polymer Systems, McGraw-Hill, 3ª Ed., 1983
P. C. Painter & M. M. Coleman. Essentials of Polymer Science and Engineering, DEStech Publications, Inc. 2009.
Rehm,B.H.A. (ed.) (2009) Microbial production of biopolymers and polymer precursors: applications and perspectives, Caister Academic Press
Ullrich,M. (ed.) (2009) Bacterial Polysaccharides: Current Innovations and FutureTrends, Caister Academic Press
Artigos cientificos relevantes
Método de ensino
O ensino baseia-se em aulas teóricas-práticas e aulas práticas de laboratório. Nas aulas teórico-práticas são leccionadas as matérias da UC de acordo com o seu programa, assim como são analisados problemas e casos práticos. Nas aulas laboratoriais são realizados trabalhos práticos relacionados com o programa e ainda é demonstrado equipamento de caracterização dos laboratórios de investigação.
Método de avaliação
1. Realização de 2 testes ou exame final valendo 50% da nota final.
2. Realização de um seminário e respectiva apresentação e discussão. Avaliação em grupo de 3 alunos. Valorização para a nota final da parte prática = 50%
3. Realização de trabalhos práticos, incluindo a elaboração do respectivo relatório. Avaliação em grupo de 3 alunos. Valorização para a nota final da parte prática = 50%
A parte prática contribuirá com 50% para o cálculo da nota final.
Conteúdo
1. Introdução, Definições e Classificação de Polímeros.
2. Características gerais dos mecanismos de crescimento gradual e crescimento em cadeia e sua comparação.
3. Polimerização por crescimento em cadeia - Características e estudo cinético. Polimerização radicalar. Polimerização iónica. Polimerização de coordenação. Polimerização estereoespecífica. Catalisadores Ziegler-Natta e metalocenos.
4. Reacções de copolimerização radicalar.
5. Processos industriais de polimerização.
6. Biopolímeros: polímeros naturais, polímeros sintetizados por microrganismos, polímeros de biomassa vegetal e de algas, polímeros à base de proteínas e polímeros preparados a partir de monómeros de IGNOREe renovável. Processos de biossíntese.
7. Desenho de estruturas poliméricas inteligentes: estruturas poliméricas responsivas a estímulos, físicos, químicos ou estímulos biológicos.
8. Despolimerização de termoplásticos, de polímeros de crescimento gradual, de biomassa; Pirólise de misturas de plásticos comuns. Upscaling polímeros.