Modulhandbuch€¦ · Kolloid- und Grenzflächenchemie 5 Polymerphysik 11 Polymerthermodynamik 13 Industrial rheology of polymer melts 14 Werkstoffkunde Polymere 15 Methoden der Werkstoffprüfung

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Modulhandbuch Erläuterungen

• Neben den Dozentinnen und Dozenten werden die Modulverantwortlichen genannt.

• Module, die sich aus mehreren Lehrveranstaltungen zusammensetzen,

werden bezüglich der Lernziele übergreifend beschrieben. Für die einzelnen Lehrveranstaltungen folgt jeweils eine Detailbeschreibung.

• Beim Modul Forschungsprojekt ist die jeweilige betreuende Professorin bzw.

der betreuende Professor modulverantwortlich.

• Bei überwiegenden Anzahl der Module ist die Lehrsprache deutsch, bei zwei Modulen aus dem Wahlpflichtbereich ist die Lehrsprache englisch. Die Bezeichnungen dieser Lehrveranstaltungen sind in Englisch angegeben.

• Voraussetzung für ein Modul ist nicht das erfolgreiche Ablegen einer anderen

Modulprüfung. Gleichwohl ist es teilweise sinnvoll, dass die Studierenden sich bereits mit Inhalten aus anderen Lehrveranstaltungen insbesondere des ersten Studiensemesters auseinandergesetzt haben, bevor sie Spezialvorlesungen aus dem Wahlpflichtkatalog des dritten Semesters hören.

• Für die Wahl von Soft-Skills steht der gesamte Wahlbereich der beteiligten Hochschulen für die Studierenden zur Verfügung. Im Modulhandbuch sind für den Bereich der Nichttechnischen Wahlpflichtfächer zwei Beispielangebote der FH Gelsenkirchen aufgeführt.

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Übersicht Modul Seite Polymerchemie 3 Polymerisationskatalyse 4 Kolloid- und Grenzflächenchemie 5 Polymerphysik 11 Polymerthermodynamik 13 Industrial rheology of polymer melts 14 Werkstoffkunde Polymere 15 Methoden der Werkstoffprüfung 17 Polymerreaktionstechnik 18 Polymerverfahrenstechnik 19 Forschungsprojekt 22 Kunststoffverarbeitung und –prüfung 23 Innovative Polymere 27 Polymers as tools in separation science 28 Polymer Modelling 30 Kleben – Chemie und Applikation 31 Lacke – Chemie und Applikation 32 Qualitätsmanagement 33 Prozessdynamik und Regelung 34 Nichttechnische Fächer 35 Master-Arbeit 38

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Studiengang:

Master Polymerwissenschaften

Modul 1:

Polymerchemie

Dozent/ Modulverantwortlicher:

Prof. Dr. Klaus-Uwe Koch

Lernziele:

Die Studierenden können die Prinzipien der Polymerchemie auf die Reaktionsmechanismen anwenden und die Einflussmög-lichkeiten auf die Reaktionsführung analysieren und bewerten. Sie sind in der Lage Kenntnisse der theoretischen Polymerchemie in der Polymersynthese anzuwenden, die Syntheseverfahren zu evaluieren und vergleichend zu bewerten. Sie können selbständig physikalisch-chemische Charakterisierungsmöglichkeiten zur Bewertung der Synthesemethoden anwenden und die Ergebnisse analysieren und interpretieren.

Umfang/Lehrform

6 SWS (2 V + 1 S + 3 P) / 8 CP

Arbeitsbelastung (WL) 240 h davon 90 h Präsenzzeit, 150 h Selbststudium Prüfung:

Schriftliche Prüfung und Bericht zum Praktikum

Inhalt:

Einführung Geschichte, Definitionen, Ökonomie, Vergleiche Polymere/andere Werkstoffe, Klassifizierung und Nomenklatur, Polymersynthesen Stufenwachstumsreaktion, Kettenwachstumsreaktion, Copolymerisation, Sonstige Typen, Modifikation von Polymeren

Hilfsmittel / Literatur:

Englisch- und deutschsprachige Literatur; z.B. B. Tieke, Makromolekulare Chemie; H.G. Elias, An Introduction to Polymer Science; J.M.G. Cowie, Chemie und Physik der synthetischen Polymeren; P. Rempp, E.W. Merrill, Polymer Synthesis, Hüthig & Wepf

Voraussetzungen:

Organische Chemie, Physikalische Chemie (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss)

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Studiengang:


Modul 2:

Polymerisationskatalyse


Prof. Dr. Joachim Roll

Lernziele:

Die Studierenden können metallorganische Polymerisations-katalysatoren und metallorganisch katalysierte Polymerisations-reaktionen analysieren und bewerten. Sie können industrielle Polymerisationsverfahren analysieren und sind in der Lage die wichtigsten Verfahren vergleichend zu evaluieren.

Umfang/Lernform SWS / CP

3 SWS (2 V + 1 S) / 4 CP

Zuordnung zum Curriculum

Pflichtmodul 2. Semester


Schriftliche Prüfung (120 Minuten) oder mündliche Prüfung (30 Minuten)

Inhalt:

Grundlagen der Polymerisationskatalyse, Moderene homogene Katalysatoren, Metallorganisch katalysierte Olefinpolymerisation, (Mechanismen, Stereospezifität, Copolymerisation) ROMP (ring opening metathese polymerisation), Industrielle Polymerisationsverfahren


Aktuelle Publikationen W. Kuran, Principles of Coordination Polymersiation, Wiley; B. Rieger, Late Transition Metal Polymerisation Catalysis, Wiley-VCH; G. W. Parshall, S.D. Ittel, Homogeneous Catalysis, Wiley; Jens Hagen, Technische Katalyse, VCH-Wiley;B. Cornils, W.A. Herrmann, Applied Homogenous Catalysis with Organometallic Compounds, VCH-Wiley

Voraussetzungen:

Kenntnisse der metallorganischen Chemie (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss), Kenntnisse in Polymerchemie


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Studiengang: Modul 3:

Kolloid- und Grenzflächenchemie

Lehrveranstaltungen: Kolloidchemie Oberflächenchemie und –analytik

Modulverantwortlicher:

Prof. Dr. Heinz Rehage

Lernziele:

Die Studierenden können

• selbständig spezifische Oberflächen- und Grenzflächenphänomene umfassend beschreiben und bewerten

• selbstständig Struktur, Dynamik und der Eigenschaften von kolloidalen Systemen analysieren und bewerten

• die experimentelle Bestimmung physikalisch-chemischer und kinetischer Eigenschaften mithilfe moderner spektroskopischer und strukturaufklärender Methoden vergleichend beurteilen

• eigenständig, wissenschaftliche Untersuchungen von Struktur und Eigenschaften von Oberflächen und Grenzflächen-Systemen mit Hilfe spektroskopischer und strukturauflösender Methoden durchführen

• Optische Methoden, Rastersondenmethoden vergleichend evaluieren

Umfang

9 CP


Pflichtmodul 1. und 2. Semester Master Polymerwissenschaften (LV Kolloidchemie auch 2. Semester Master Chemie Uni DO)

Prüfung:

Eine Gesamtmodulprüfung (schriftl. Klausur 120 Min. oder mündlich)

Voraussetzungen:

Grundlagen der Physikalischen Chemie insbesondere Gleichgewichtsthermodynamik und Spektroskopie (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss)


Englisch- und deutschsprachige Literatur; z. B. H. D. Dörfler, Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme, Springer Verlag , Berlin, Heidelberg, New York, (2002)

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D. J. Shaw, Introduction to Colloid and Surface Chemistry, Fourth Edition, Butterworth-Heinemann, Oxford, (1992)

Voraussetzungen: Grundlagen der Gleichgewichtsthermodynamik (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss)


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Studiengang:

Details zum Modul: Kolloid- und Grenzflächenchemie

Lehrveranstaltung: Kolloidchemie

Dozent:

Prof. Dr. Heinz Rehage

Lernziele:


• Struktur, Dynamik und Eigenschaften von kolloidalen Systemen beurteilen und kritisch bewerten.

• selbständig die experimentelle Bestimmung physikalisch-chemischer und kinetischer Eigenschaften durchführen und sind in der Lage, die Aggregationsprozesse von Nanopartikeln, Tensiden und Polymeren eigenständig wissenschaftlich zu untersuchen.

Umfang/Lernform

3 SWS (2V+1Ü)

Arbeitsbelastung (WL)

120 h davon 45 h Präsenzzeit, 75 h Selbststudium

Prüfung: Die Inhalte der Lehrveranstaltung werden als ein Teil der Modulprüfung abgeprüft

Inhalt:

Grenzflächenprozesse:

Grenzflächenspannung, Grenzflächenviskosität, Grenz-flächenelastizität, Oberflächendruck; Adsorptionsisotherme,Oberflächenpotenzial, Oberflächenstrukturen, Kontaktwinkel, Spreitung und Benetzung, Umnetzung, Lotusblumen-Effekt, Monoschichten, Filmstrukturen, Langmuir-Blodgett-Filme.

Phasenverhalten von Kolloiden:

Coulomb’sche Wechselwirkung, DLVO-Theorie, sterische Wechselwirkung, hydrophobe Wechselwirkung, Aggregat-bildung, Mizellbildung, Mizellstrukturen, Phasendiagramme, Solubilisierung in Mizellen, schaltbare Flüssigkeiten, lyo-trope Flüssigkristalle, kinetische Eigenschaften.

Messung kolloidaler Eigenschaften:

Apparaturen, Analysemethode, Diffusion, Sedimentation, Osmose, statische und dynamische Lichtstreuung, Licht- und Elektronenmikroskopie, AFM, Rheologie, Elektro- und Strömungsdoppelbrechung.

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Kolloidale Strukturen: Sole, Gele, Hydrogele und Aerogele, Koazervate, Makro- und Mikroemulsionen, Dispersionen, Schäume, Membranen, Biomembranen, Mikro- und Nanokapseln, Vesikel (Lipo- somen), Nanopartikel.


Englisch- und deutschsprachige Literatur; z. B. H. D. Dörfler, Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme, Springer Verlag , Berlin, Heidelberg, New York, (2002)

D. J. Shaw, Introduction to Colloid and Surface Chemistry, Fourth Edition, Butterworth-Heinemann, Oxford, (1992)

Voraussetzungen: Grundlagen der Gleichgewichtsthermodynamik (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss)

Studiengang:


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Details zum Modul: Kolloid- und Grenzflächenchemie

Lehrveranstaltung: Oberflächenchemie und -analytik

Dozent:

Prof. Dr. Michael Veith

Lernziele:

Die Studierenden

• können Grenzflächen- und Oberflächenphänomene auf Basis physikalisch-chemischer Modelle analysieren und bewerten

• sie können diese Modelle im Hinblick auf Problemstellungen aus Forschung und Praxis selbstständig anwenden und kritisch beurteilen

• sie können mit Hilfe spektroskopischer und strukturauflösender Methoden der Oberflächenanalytik Struktur und Eigenschaften von Grenzflächen-Systemen - eigenständig und kritisch - wissenschaftlich untersuchen

Umfang/Lernform

4 SWS (2V+ 1S + 1Ü)

Arbeitsbelastung (WL)

150 h davon 60 h Präsenzzeit, 90 h Selbststudium

Prüfung: Die Inhalte der Lehrveranstaltung werden als ein Teil der Modulprüfung abgeprüft

Inhalt:

Oberflächenchemie: Adsorptionsphänomene, BET, Benetzung von Oberflächen, Grenzflächengleichgewichtsdynamik, Zeta-Potenzial, Funktionalisierung und Strukturierung von Oberflächen; supramolekulare Architekturen Oberflächenanalytik: UHV-Analytik (XPS, AES, SIMS, LEED), Optische Methoden (u.a. Fluoreszenztechniken, Polarisations-, Laserkonfocal-Mikroskopie, Kontaktwinkelmikroskopie), Rastersondenmethoden (REM, EDX, STM, AFM, SNOM), Charakterisierung ultradünner Schichten, Oberflächenplasmonen-Resonanz-Spektroskopie


Dörfler: Grenzflächen- und Kolloidchemie, VCH-Wiley, Weinheim, 1994; Ulman : Ultrathin Organic Films, Acad. Press, Boston, 1991; Garbassi et al.: Polymer Surfaces, John Wiley & Sons, Chichester, 1994; Adamson : Physical Chemistry of Surfaces, John Wiley & Sons, New York, 1990

Voraussetzungen: Physikalische Chemie, Kenntnisse der Spektroskopie (Bachelor

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Chemie oder gleichwertiger Abschluss) Studiengang:


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Modul 4:

Polymerphysik


Dr. rer. nat. Frank Katzenberg / Prof. Dr. Sadowski

Lernziele:

Die Studierenden können die makroskopischen Eigenschaften von Polymeren mit dem jeweiligen strukturellen, supermolekularen und morphologischen Aufbau korrelieren, diese Eigenschaften abzuschätzen, vergleichend zu bewerten und bei der Materialauswahl berücksichtigen. Sie sind in der Lage, sich selbständig in weiterführende polymerphysikalische Aufgabenstellungen einzuarbeiten und eigenständig Lösungsansätze zu erarbeiten. Sie beherrschen physikalische Methoden der Polymercharakterisierung, können diese selbständig anwenden und die erzielten Ergebnisse analysieren und bewerten.


6 SWS (2 V + 1 Ü + 3P) / 8 CP


Pflichtmodul 2. Semester Master Polymerwissenschaften


schriftliche Prüfung (120 Minuten) und Berichte zu den Praktikumsversuchen

Inhalt:

Vorlesung: Struktureller und morphologischer Aufbau Einzelkette, makromolekulares Ensemble, Polymergruppen, amorph, teilkristallin, flüssig-kristallin. Polymerkristallisation Morphologie, Kinetik. Physikalische Eigenschaften Thermische, mechanische, elektrische, u.a. Eigenschaften. Physikalische Auswahlkriterien Berücksichtigung strukturempfindlicher/-unempfindlicher Eigenschaften, Eigenschaftsspektren. Praktikumsversuche: Molmassenbestimmung durch Viskositätsmessung, GPC und Lichtstreuung, Thermische Analyse (DSC), Mechanische Charakterisierung (Zugversuch, Kerbschlagzähigkeit), Mikrostrukturelle Charakterisierung (Lichtmikroskopie), Thermodynamische Analyse (DMA), Bestimmung von Oberflächen und Grenzflächenspannungen.


Englisch- und deutschsprachige Literatur; z.B.: U.W. Gedde:

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Polymer-Physics, G. Menges: Werkstoffkunde der Kunststoffe, G.W. Ehrenstein: Polymer-Werkstoffe, K.F. Arndt, G. Müller: Polymercharakterisierung

Voraussetzungen:

Grundwissen Struktur und Eigenschaften der Materie (Bachelor) Kenntnisse in Werkstoffkunde Polymere

Studiengang:


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Modul 5: Polymerthermodynamik

Dozentin/Modul-verantwortliche :

Dr.-Ing. Feelly Tumakaka / Prof. Dr. Gabriele Sadowski

Lernziele:

Die Studierenden können thermodynamischer Eigenschaften von Polymer/Lösungsmittel-Systemen, z. B. von Polymerlöslichkeitenselbständig messen und modellieren. Basierend hierauf sind sie in der Lage, geeignete Bedingungen für technische Problemstellungen bei der Herstellung und Verarbeitung von Polymeren eigenständig zu ermitteln und diese zu bewerten. Sie können die gegenseitigen Löslichkeiten von Polymeren und Lösemitteln berechnen und z.B. aufgrund einer selbständigen Datenanalyse beurteilen, welche Restlösemittelgehalte in Polymeren in Abhängigkeit von den Prozessbedingungen zu erreichen sind.

Umfang/Lehrform:

3 SWS (2V + 1 Ü) / 4 CP

Zuordnung Curriculum: Pflichtmodul 1. Semester Masterstudiengang Polymerwissenschaften

Arbeitsbelastung (WL) 120 h davon 45 h Präsenzzeit, 75 h Selbststudium Prüfung Mündliche Prüfung

Inhalt:

Phasenverhalten von Polymerensystemen Flüssig-Dampf-, Flüssig-Flüssig-, Flüssig-Flüssig-Dampf-, Fest-Flüssig Gleichgewichte Einfluss von: Art des Lösungsmittels, Polymerverzweigung, Copolymer-Zusammensetzung; Polymer-Polydispersität; Berechnung von Phasengleichgewichten in polydispersen Systemen. Messung von thermodynamischen Eigenschaften Apparaturen, Analysemethoden Modellierung von Polymer-Systemen Aktivitätskoeffizientenmodelle: Flory-Huggins, UNIFAC-FV; Zustandsgleichungen: Störungstheorie, PHCT, SAFT, PC-SAFT; Pseudokomponenten-Methode, kontinuierliche Thermodynamik


Englisch- und deutschsprachige Literatur; z. B. J.M. Prausnitz, R.N. Lichtenthaler, E. Gomes de Avezedo: Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, Prentice-Hall Inc.; G. Sadowski: Thermodynamik der Polymerlösungen, Shaker Verlag.

Voraussetzungen:

Kenntnis der Gleichgewichtsthermodynamik (Bachelor Chemie

oder gleichwertiger Abschluss) Studiengang:


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Modul 6 :

Industrial Rheology of Polymer Melts

Dozent / Modulverantwortlicher:

Prof. Dr. Martin Laun

Lernziele:

The students understand and can explain viscosity, viscoelasticity and rheokinectics of polymer melts. They are able to use common rheological investigation methods and to apply the finite element simulation method (FEM).

Umfang / Lehrform

3 SWS (2 V + 1 Ü) / 4 CP


Pflichtmodul, 3. Semester Master Polymerwissenschaften Wahlpflichtmodul, 3. Semester Master Chemieingenieurwesen

Arbeitsbelastung (WL) 120 h davon 45 h Präsenzzeit, 75 h Selbststudium

Prüfung:

Schriftliche oder mündliche Prüfung

Inhalt:

• Shear vicosity Newtonian liquid / Polymer melt • Viscous liquid an linear viscoelastic melt • Structure of polymers (solid, solution, melt) • Mechanical Spectroscopy • Phenomenology of polymer non linearity and elasticity in shear• Practical description of linear and non-linear viscoelasticity • Elongational flows • Capillary flows • Finite Element Simulation • Rheology of multiphase systems


H.-M. Laun ,Praktische Rheologie der Polymerschmelzen, VCH-Wiley 2004; John M. Dealy, Structure and Rheology of Molten Polymers, Hanser 2006.

Voraussetzungen Kenntnisse in Polymerphysik Studiengang:


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Modul 7 :

Werkstoffkunde Polymere

Dozentin / Modulverantwortliche:

Prof. Dr. Sibylle Planitz-Penno

Lernziele:

Die Studierenden

• können die Zusammenhänge zwischen Bindung, innerer Struktur und makroskopischen Eigenschaften von Werkstoffen, insbes. von Polymeren analysieren und bewerten

• können aus einer gegebenen Struktur eines Polymers Voraussagen zu den zu erwartenden Eigenschaften machen

• können wesentliche Methoden der Eigenschaftsveränderung wie Copolymerisation, Additive etc. bewerten

• können die wichtigen Kunststoffverarbeitungsverfahren, ihre Einsatzbereiche und die Wechselwirkung mit den Bauteileigenschaften vergleichend bewerten.

• können für eine gegebene Anwendung einen Kunststoff und ein Herstellungsverfahren vorschlagen.

Umfang / Lehrform

3 SWS (2 V + 1 Ü) / 4 CP




Prüfung: schriftliche oder mündliche Prüfung

Inhalt:

• Beziehung Bindung – Struktur - Eigenschaften für verschiedene Werkstoffgruppen und speziell für Polymere

• Einteilung der Kunststoffe und der zugehörigen physikalischen Eigenschaften

• Übersicht über die Kunststoffverarbeitungsverfahren (Extrusion, Spritzgiessen, Thermoformen etc.)


Menges, Georg:�Werkstoffkunde Kunststoffe, 5. Aufl., Hanser, 2002 Ehrenstein, Gottfried W.:�Polymer-Werkstoffe : Struktur - Eigenschaften – Anwendung, 2. Aufl., Hanser, 1999 Osswald, Menges: Materials Science of Polymers for Engineers 2. Auflage, Hanser Verlag, 2003 Frank, A.: Kunststoffkompendium 5. Auflage, Vogel Buchverlag, Würzburg 2000 sowie aktuelle Fachliteratur, Datenbanken (Campus)

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Voraussetzungen:

Grundlagen der organischen und physikalischen Chemie (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss)

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Studiengang:


Modul 8:

Methoden der Werkstoffprüfung

Dozent / Modulverantwortlicher:

Prof. Dr. Holger Frenz

Lernziele:

Die Studierenden beherrschen die Grundlagen der Festigkeitsberechnung für Kunststoffe, können diese Methode selbständig anwenden und die Ergebnisse evaluieren. Sie sind in der Lage die Ergebnisse mechanisch- technologischer Prüfverfahren an Kunststoffen selbständig zu analysieren und vergleichend zu bewerten

Umfang/Lernform

3 SWS (2 V + 1P) / 4 CP




Schriftliche Prüfung

Inhalt:

Ermittlung von Spannungen und Verformungen aus: äußeren mechanischen Kräften und Momenten erzwungenen bzw. behinderten Formänderungen Normalspannungen Schubspannungen Kerbwirkung Schwingende Beanspruchung Ermittlung mechanischer Eigenschaften: Quasistatische Prüfverfahren Schlagartige Beanspruchung Ermüdungsverhalten Statisches Langzeitverhalten Härteprüfverfahren Reibung und Verschleiß


W. Grellmann; S. Seidler: Kunststoffprüfung Carl Hanser Verlag, München 2005 Osswald, Menges: Materials Science of Polymers for Engineers 2. Auflage, Hanser Verlag, 2003

Voraussetzungen:

Kenntnisse im Bereich Mechanik, Physik auf dem Niveau Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss

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Studiengang:


Modul 9:

Polymerreaktionstechnik


Dr.-Ing. Marcus Grünewald / Prof. Dr. D. Agar

Lernziele:

Die Studierenden sind in der Lage auf Basis derpolymerspezifischen Grundlagen der Reaktionstechnik einfache Modellierungen von Polymerisationsprozessen eigenständig durchzuführen. Sie können den Zusammenhang zwischen Polymerisationsverfahren und Eigenschaften der Polymereanalysieren und bewerten. Sie können die Reaktionsführung in Relation zu den Polymereigenschaften im Hinblick auf Auslegung und Betrieb von Polymerreaktoren vergleichend evaluieren.

Umfang/Lehrform

3 SWS (2V + 1 Ü) / 4 CP



Inhalt:

Grundlagen: Synthesewege und Mechanismen, Polymerstrukturen, Polymereigenschaften als Funktion der Struktur Modellierung von Polymerisationsprozessen: radikalische Polymerisation, Molmassenverteilung , Rührkesselmodell, Rohrreaktormodell Reaktionsführung zur Steuerung der Produkteigenschaften: Rechnergestützte Übungen zur radikalischen Polymerisation im Rührkessel und Rohrreaktor Polymerisationsverfahren


• Wilks, Industrial Polymers Handbook, Vol. 1-4, Wiley-VCH,

2001 • Elias, Makromoleküle, Bd. 1-4, Wiley-VCH, 6. Auflage, 1999 • Weickert, Modellierung von Polymerisationsprozessen,

Springer, 1997 • Braun et. al., Polymer Synthesis: Theory and Praxis,

Springer, 2005 Voraussetzungen:

Grundlagen der Reaktionskinetik und Reaktionstechnik (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss)

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Studiengang:


Modul 10: Polymerverfahrenstechnik

Lehrveranstaltungen: Aufarbeitung von Polymeren

Polymerprozesstechnik

Modulverantwortlicher: Prof. Dr. techn. P. Walzel

Lernziele:


auf Basis der Kenntnis von Produktionsprozessen diese Prozesse rechnergestützt modellieren. Sie können die Produktionsprozesse vergleichend bewerten und sind in der Lage Verfahrensparameter zur Herstellung maßgeschneiderter Polymerstrukturen zu analysieren und auszuwählen.

Sie sind in der Lage Verfahren und Apparaturen zur Gewinnung der Polymere aus den Vorstufen (Reaktion) durch Aufarbeitung zu vergleichend bewerten und auszuwählen.

Umfang

8 CP



Prüfung Schriftliche oder mündliche Prüfung

Voraussetzungen Kenntnisse in Polymerchemie, Kenntnisse in Polymerreaktionstechnik

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Studiengang:


Details zum Modul:

Polymerverfahrenstechnik

Lehrveranstaltung Polymerprozesstechnik Dozent:

Dr.-Ing. Marcus Grünewald

Lernziele:

Die Studierenden können auf Basis der Kenntnis von Produktionsprozessen und der Polymerreaktionstechnik Polymerisationsprozesse eigenständig modellieren. Sie können die wichtigsten industriellen Polymerisationsverfahren beschreiben und vergleichend bewerten. Sie sind in der Lage komplexe, ‚maßgeschneiderte’ Polymerstrukturen durch eigenständige Auswahl geeigneter Prozesse zu erzeugen. Dabei wird insbesondere die Methode der Modellierung und Simulation von Polymerprozessen als Arbeitswerkzeug angewendet. Sie sind in der Lage das Messen, Steuern, Regeln von Polymerprozessen eigenständig durchzuführen und die Veränderung der Parameter zu analysieren und zu bewerten.

Umfang/Lernform

4 SWS (2V + 2 Ü)


Die Inhalte der Lehrveranstaltung werden als ein Teil der Modulprüfung abgeprüft

Inhalt:

Polymerisationsprozesse: u.a. PE, PP, PVC, Polyacrylate Modellierung von Polymerisationsprozessen: Copolymerisation, Geleffekt komplexe ‚ maßgeschneiderte’ Polymerstrukturen Messen, Steuern, Regeln: Messtechniken, Regelungskonzepte, Optimierungsstrategien


T. Meyer, J. Keurentjes, Handbook of Polymer Reaction Engineering, Wiley-VCH 2005. Englisch- und deutschsprachige Literatur zur Reaktionstechnik. auswählte Veröffentlichungen

Voraussetzungen:

Kenntnisse in Polymerreaktionstechnik

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Studiengang:


Details zum Modul: Polymerverfahrenstechnik

Lehrveranstaltung: Aufarbeitung von Polymeren

Dozent: Prof. Dr. techn. P. Walzel

Lernziele:


durch Analyse und Bewertung verschiedener Aufarbeitungstechniken geeignete Verfahren zur Gewinnung von Polymeren aus den Vorstufen (Reaktion) auswählen. Sie können auf Basis der Kenntnis von Verfahren und Apparaturen, die vom Lösungsgemisch, vom Latex oder auch vom Pulver zum verkaufsfertigen Polymer führen diese vergleichend evaluieren.

Umfang/Lehrform

2 SWS ( 1 V + 1 Ü)


Prüfung Die Inhalte der Lehrveranstaltung werden als ein Teil der Modulprüfung abgeprüft

Inhalt

• Aufarbeitungsvorstufen der wichtigsten Polymere Grundlagen der Aufarbeitung

Monomer, Oligomer- und Lösemittelabtrennung Hochviskostechnik u. physikal. Polymereigenschaften Grundlagen d. Trocknungstechnik

• Aufarbeitungsverfahren und Apparaturen Aufarbeitung von Latices Aufarbeitung von Lösungen (wässrige Lösungen- Trocknungsverfahren nicht wäßrige Lösungen- Fällverfahren) Trockene Aufarbeitung Aufarbeitung von monomerhaltigem Pulver

• Endstufen Sprühtrocknung, Ballenpressen, Compoundierung und Granulierung

Hilfsmittel, Literatur: Ullmann’s Encyclopedia of Technical Chemistry, Wiley-VCH, last ed.

Voraussetzungen Physik und Mathematik (Niveau Bachelor Chemie oder gleichwertig), Kenntnisse in Polymerchemie

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Studiengang:


Modul 11:

Forschungsprojekt


alle

Lernziele:

Die Studierenden können erworbene Methodenkompetenzen in einer wissenschaftlichen Projektarbeit im akademischen oder professionellen Umfeld auf einem Gebiet der Polymerwissenschaften anwenden und die erzielten Ergebnisse bewerten Sie können durch innovatives Arbeiten neue Methoden entwickeln. Sie beherrschen selbständiges Arbeiten mit Literatur und können die erarbeiteten Ergebnisse analysieren und selbständig beurteilen. Sie sind in der Lage die Forschungsergebnissepublikationsgerecht zu dokumentieren.

Umfang/Lernform

12 Wochen Projektarbeit 15 CP


Pflichtmodul 2. und 3. Semester Master Polymerwissenschaften

Arbeitsbelastung (WL) 450 h Prüfung:

Schriftlicher Projektbericht und mündliche Präsentation des Projektes

Inhalt:

Bearbeitung einer praxisorientierten Fragestellung mit Methoden der Polymerphysik, Polymerchemie oder Polymerreaktions-technik. Planung und Organisation mit Methoden des Projekt-managements. (Das Praxisprojekt sollte in Kooperation mit einem Industriepartner durchgeführt werden)


Aktuelle wissenschaftliche Publikationen M. Burghardt, Einführung in Projektmanagement, VCH-Wiley, 2002.

Voraussetzungen:

Die Pflichtmodule des ersten Studiensemesters müssen erfolgreich absolviert worden sein.

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Studiengang:


Modul 12:

Kunststoffverarbeitung und -prüfung

Lehrveranstaltungen: Kunststoffverarbeitung Bauteilprüfung

Modulverantwortlicher :


Lernziele:

Die Studierenden können die wesentlichen Methoden der Kunststoffverarbeitung analysieren und vergleichend bewerten. Sie sind in der Lage aufgrund der Evaluation geeignete Verfahren selbständig auszuwählen. Die Studierenden beherrschen die wissenschaftliche Herangehensweise an Bauteilprüfungen. Sie können Schadensfälle eigenständig analysieren und bewerten.

Umfang

8 CP


Wahlpflichtmodul 3. Semester Master Polymerwissenschaften

Prüfung:

Schriftliche Abschlussprüfung und Projektbericht (Gesamtnote aus beiden Leistungen)

Voraussetzungen:

Kenntnisse in Werkstoffkunde Polymere, Kenntnisse in Methoden der Werkstoffprüfung

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Studiengang:


Details zum Modul:

Kunststoffverarbeitung und –prüfung

Lehrveranstaltung: Kunststoffverarbeitung Dozent:

Dr. Martin Wielpütz

Lernziele:

Die Studierenden können die wesentlichen Kunststoffverarbeitungsprozesse vergleichend bewerten. Sie können die Kunststoffe mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften klassifizieren die wesentlichen, die Verarbeitungseigenschaften beeinflussenden Werkstoff-parameter analysieren und die Verarbeitungsverfahren bewerten. Sie sind in der Lage sowohl die Aufbereitungsverfahren, die unterschiedlichen Technologien der Halbzeugherstellung mittels Extrusion wie auch die Herstellung von Formteilen mittels Blasformen und Spritzgießen vergleichend zu beurteilen. Das gleiche gilt für die Technologien des Schäumens von Kunststoffen sowie des Pressens duroplastischer Formmassen sowie die Herstellung von Formteilen aus faserverstärkten Kunststoffen. Sie können die gängigen Weiterverarbeitungs-techniken wie z.B. das Thermoformen, Schweißen, Kleben und die mechanische Bearbeitung von Kunststoffen evaluieren und geeignete Verfahren eigenständig auswählen.

Umfang/Lernform

3 SWS (2 V + 1Ü)


In Form einer schriftlichen Prüfung für das Gesamtmodul werden Inhalte der Lehrveranstaltung Kunststoffverarbeitung abgeprüft

Inhalt:

– Aufbau und Einteilung der Kunststoffe – Aufbereitung – Verarbeitungsverfahren – Weiterverarbeitungstechniken


W. Michaeli: Einführung in die Kunststoffverarbeitung, 4. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 1999 F. Johannaber, W. Michaeli: Handbuch Spritzgießen, 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 2004 W. Michaeli: Extrusionswerkzeuge 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 1991 G. Menges, P. Mohren, W. Michaeli: Spritzgießwerkzeuge 5. Auflage, Carl Hanser Verlag, München 1999

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Voraussetzungen:

Kenntnisse in„Werkstoffkunde Polymere

Studiengang:


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Details zum Modul :

Kunststoffverarbeitung und -prüfung

Lehrveranstaltung: Bauteilprüfung Dozent:


Lernziele:

Die Studierenden beherrschen die wissenschaftliche Herangehensweise an Bauteilprüfungen. Sie beherrschen die eigenständige Analyse und Bewertung von Schadensfällen

Umfang/Lehrform

3 SWS (2 V + 1P )


Die Lehrveranstaltung Bauteilprüfung wird in Form eines Projektberichts bewertet.

Inhalt:

Basisprüfmethoden für äußere Merkmale, Werkstoffeigenschaften, Gebrauchstauglichkeit Prüfung von: Kunststoffrohren, Kunststoffen für Anwendungen im Automobilbau und im Bauwesen Implantatprüfung Mikroprüftechnik Grundlegende Vorgehensweise zur Bearbeitung von Schadensfällen


A. Frank: Kunststoffkompendium 5. Auflage, Vogel Buchverlag, Würzburg 2000 G. H. Michler: Kunststoff- Mikromechanik Carl Hanser Verlag, München 1992 W. Grellmann; S. Seidler: Kunststoffprüfung Carl Hanser Verlag, München 2005

Voraussetzungen: Kenntnisse in Methoden der Werkstoffprüfung, Kenntnisse in Werkstoffkunde Polymere

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Studiengang:


Modul 13:

Innovative Polymere


Dr. rer. nat. Frank Katzenberg/ Prof. Dr. Gabriele Sadowski

Lernziele:

Die Studierenden können anhand ausgesuchter Beispiele das Innovationspotential von Polymeren beurteilen. Sie können auf Basis vertiefter Kenntnisse die gezielte Ausnutzung, Einstellung und Berechen- bzw. Abschätzbarkeit bestimmter polymerspezifischer Eigenschaften vergleichend bewerten. Die Studierenden in der Lage, Polymere hinsichtlich ihres speziellen Innovations-Potentials zu analysieren und kritisch zu beurteilen und dies bei der Auswahl, Verbesserung oder Entwicklung von Materialien für maßgeschneiderte Anwendungen zu berücksichtigen.


3 SWS (2 V + 1 Ü) / 4 CP




Schriftliche Prüfung (120 Minuten)

Inhalt:

Mikrostruktur-Eigenschafts-Beziehungen Hochmodulfasern, Polymerfaser-Verbunde, Blends, Nano-Composite. Polymer-Mikro-/Nanotechnik Konventionelle Lithographie, Embossing-Verfahren, Soft-Lithographie, Selbstorganisation. Polymeroberflächenmodifizierung Oberflächencharakterisierung und -modifizierung Beispiele: Lotus-Effekt, Drag-Reduction. Elektronische Polymere leitfähige Polymere, piezo-, ferroelektrische, elektrostriktive Polymere, OLEDs.


Begleitmaterial und aktuelle wissenschaftliche Literatur

Voraussetzungen:

Kenntnisse in Werkstoffkunde Polymere Kenntnisse in Polymerphysik

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Studiengang:


Modul 14:

Polymers as tools in separation science


Priv. Doz. Dr.-Ing. Börje Sellergren

Lernziele:

Understanding the most common separation techniques and their use of polymers. Evaluation of synthesis and characterisation techniques. Ability to analyze and evaluate the most common structure property relationships.

Umfang/Lehrform:

3 SWS ( 2 V + 1 Ü) / 4 CP


Wahlpflichtmodul 3. Semester Master Polymerwissenschaften Wahlpflichtmodul 3. Semester Master Chemie

Arbeitsbelastung (WL) 120 h davon 45h Präsenzzeit, 75 h Selbststudium Prüfung:

Mündliche Prüfung (30 Minuten)

Inhalt:

The role of polymers as tools in the most common separation techniques will be described. Starting by revisiting the key separation techniques and their objectives the polymers used in these techniques will be described. Finally, as illustrated for some common adsorbents and stationary phases, it will be shown how their structure affect their properties and function. A preliminary outline follows below:

Overview of the most common separation techniques where polymers play a key role. Chromatography

• Stationary phase supports

• Organic versus inorganic polymers

• Porous beads versus monoliths

• Synthesis and characterisation techniques

• Physical and chemical structure

• Polymer based stationary phases

• Bonded phases

• Physical adsorption

• Grafting

• Examples of applications (HPLC, GC, IEC, SEC) Electrically driven separations (e.g. DNA separations) Membrane based separations

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• Types of membranes

• Membrane materials

• Organic polymers

• Inorganic materials

• Composites

• Synthesis and characterisation techniques

• Shapes

• Applications


K. K. Unger, Packings and stationary phases in chromatographic techniques, Dekker,1990. M. Mulder, Basic principles of membrane technology, Kluwer AP. 1996. M. Ulbricht, Molecularly imprinted membranes, 2004, Eurekah. Com.

Voraussetzungen Kenntnisse in Kolloid- und Grenzflächenchemie, Kenntnisse in Polymerphysik

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Studiengang:


Modul 15:

Polymer Modelling


Prof. Dr. Achim Zielesny

Lernziele:

Die Studierenden können auf Basis der Kenntnis der Grundlagen von Molecular Modelling, Simulationsmethoden und Soft-Computing diese Methoden vergleichend bewerten. Sie sind in der Lage Modellierungstechniken für Fragestellungen in der Polymerforschung und –entwicklung selbständiganzuwenden.

Umfang/Lehrform

3 SWS (2V + 1P) / 4 CP




Mündliche Prüfung (30 min)

Inhalt:

• Einführung Molecular Modelling • Molecular Modelling und Polymere • Chemisch-physikalische Deskriptoren • Soft-Computing, Genetische Algorithmen • QSPR für Polymersysteme • Simulation von thermodynamischen und kinetischen

Polymereigenschaften (u.a. Dissipative Particle Dynamics) • Software für Polymer Modelling


Englischsprachige Literatur, Internet-Ressourcen, Spezialsoftware

Voraussetzungen:

Kenntnisse in Polymerphysik, Kenntnisse in Polymerthermodynamik

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Studiengang:


Modul 16:

Kleben – Chemie und Applikation


Prof. Dr. Klaus-Uwe Koch

Lernziele:

Die Studierenden können die grundlegenden Adhäsionsmodelle und –mechanismen beschreiben und bewerten. Sie können Aufbau, Design und Beanspruchungsprofil von Klebungen analysieren und beurteilen. Sie können Klebstofftypen und Verarbeitungsmethoden vergleichend bewerten. Sie sind in der Lage selbständig Klebstoff- und Fertigteilprüfungen durchzuführen und zu evaluieren. Sie können und Sicherheits- und Handlingkonzepte bewerten und auswählen.


3 SWS (2 V + 1 P) / 4 CP





Inhalt:

Geschichte, Ökonomie, Definitionen, Grundlagen der Adhäsion und Modelle, Aufbau und Beanspruchungsprofil einer Klebung, Aufbau von Klebstoffen, Verarbeitung von Klebstoffen, Prüfung von Klebstoffen und Klebverbindungen, Sicherheit und Handling


Englisch- und deutschsprachige Literatur; z.B. G. Habenicht, “Kleben”, Springer Verlag; E. Schindel-Bidinelli, “Strukturelles Kleben und Dichten”, R. Hinterwaldner Verlag; A.J Kinloch, “Adhesion and Adhesives”, Chapman And Hall; A.V. Pocius, “Adhesion and Adhesives Technology”, Carl Hanser Verlag; E. Schindel-Bidinelli, W. Gutherz,

Voraussetzungen:

Organische Chemie, Physikalische Chemie (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss), Kenntnisse in Kolloid- und Grenzflächenchemie

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Studiengang:


Modul 17: Lacke – Chemie und Applikation Dozent/ Modulverantwortlicher:

Dr. Winfried Kreis / Prof. Dr. Joachim Roll

Lernziele:

Die Studierende können die oligomeren und polymeren Bindemittelsysteme von Lacken und deren Chemie analysieren und evaluieren . Sie verstehen Filmbildungsmechanismen und sind in der Lage aufgrund deren Analyse selbständig Lacke zu formulieren. Sie können Verfahren der industriellen Applikation von Lacken vergleichend bewerten.

Umfang/Lernform

3 SWS (2V+1Ü) / 4 CP





Inhalt:

Lackrohstoffe (Schwerpunkt organische Oligomere und Polymere) und Wirkungsprinzipien Filmbildungsmechanismen und Vernetzung Lackformulierung und Rezeptierung Lackapplikation


T. Brock, M. Groethues, P. Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie, Carl Vincentz Verlag, 2002. Kittel (Hrsg.) Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, Verlag S. Hirtzel, Stuttgart, 2001-2004.

Voraussetzungen:

Kenntnisse in Physikalische Chemie, Organischer Chemie und Technischer Chemie (Bachelor Chemie oder gleichwertiger Abschluss), Kenntnisse in Kolloid- und Grenzflächenchemie

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Studiengang:


Modul 18:

Qualitätsmanagement



Lernziele:

Die Studierenden beherrschen die Grundzüge des Qualitätsmanagements deren selbständige Anwendung und Bewertung für labornahe Tätigkeiten Sie können die Struktur und den Inhalt der Qualitätsnormen DIN EN ISO 9001 und DIN EN ISO 17025 begründen und dieseselbständig anwenden. Sie sind in der Lage die erzielten Ergebnisse zu analysieren und zu evaluieren.


3 SWS (2 V + 1S) / 4 CP


Wahlpflichtmodul 2. und 3. Semester Master Polymerwissenschaften, Wahlpflichtmodul 7. Semester Diplomstudiengang (FH) Materialtechnik (läuft aus)



Inhalt:

Grundlagen des Qualitätsmanagement Zertifizierung und Akkreditierung Qualitätsmanagement als Führungsaufgabe Internationale Grundlagen des Qualitätsmanagements Darstellung von betrieblichen Abläufen in Prozessen Qualitätsmanagement im Laborbetrieb Managementanforderungen Technische Anforderungen Dokumentation von Abläufen und Ergebnissen Spezielle Methoden des Qualitätsmanagements Qualitätsregelkarten


DIN EN ISO 9001 DIN EN ISO 17025

Voraussetzungen:

keine

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Studiengang: Master Polymerwissenschaften

Modul 19: Prozessdynamik und Regelung

Modulverantwortlicher / Dozent:

Prof. Sebastian Engell

Lernziele: Die Studierenden können

einfache verfahrenstechnischer Prozesse modellieren und analysieren

Sie sind in der Lage verfahrenstechnische Prozesse selbständig zu simulieren und zu regeln.

Lehrform / Umfang: 3 SWS (2 V + 1 Ü) / 4 CP




Prüfung: schriftliche Prüfung

Inhalt: (1) Einführung in die Modellierung (2) Theoretische Modellbildung, allgemeine Methodik (3) Modelle – Systeme – Signale (4) Dynamik von Rührkesselreaktoren (5) Verhalten an stationären Betriebspunkten (6) Numerische Simulation (7) Übertragungsfunktion linearer dynamischer Systeme (8) Einführung in die Regelungstechnik (9) Realisierung von Automatisierungslösungen

Hilfsmittel/ Literatur: Skript zur Vorlesung H. Unbehauen: Regelungstechnik I, 13. Auflage, VIEWEG-Verlag, Braunschweig, 2005

Voraussetzungen: Kenntnisse in Polymerreaktionstechnik

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Modul 20: Nichttechnische Fächer

Lehrveranstaltungen: Wahlfächer aus dem Gesamtangebot beider Hochschulen

Beschreibung:

Neben der Vermittlung von berufsbezogenem Fachwissen, mit dem Studierende ihre Fachkompetenz erlangen, legt der Fachbereich Angewandte Naturwissenschaften speziell im Hinblick auf nachhaltige Beruffähigkeit besonderen Wert auf die Vermittlung und den Erwerb weiterer Kompetenzen – den so genannten Schlüsselqualifikationen. Diese

• dienen der Erschließung (Schlüssel) neuen Wissens,

• betreffen die allgemeine berufliche und persönliche Leistungsfähigkeit,

• stellen berufs- und funktionsübergreifende Qualifikationen dar, die für die Bewältigung zukünftiger Aufgaben von übergeordneter Bedeutung sind,

• beinhalten zusätzliche, über die traditionellen "Kenntnisse und Fertigkeiten"; hinaus gehende Fähigkeiten,

• befähigen zu selbst gesteuerten, lebenslangen Lernen.

Umfang insgesamt

6 CP


Wahlpflichtmodule 3. Semester

Prüfung: alle Formen

Voraussetzungen keine

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Details zu Modulen: Nichttechnische Fächer (Beispielmodul)

Lehrveranstaltung:

Technisches Management

Dozent:

Prof. Dr.-Ing. Christian Willems

Lernziele:


Arbeits- und Organisationsstrukturen und systematische Einflussfaktoren auf Arbeitsabläufe und Organisationen beurteilen.

Sie können Arbeitsabläufe innerhalb des Projektmanagements verstehen und sind in der Lage eigene Projekte in dieser Form selbständig durchzuführen.

Umfang/Lehrform

2 SWS (1V+1S) / 3 CP


Prüfung Projektbericht

Inhalt

• Zum Verständnis des technischen Managements

• Reflexion von „Projektmanagement, Gruppen und Teamarbeit“

• Reflexion von Praxissemestererfahrungen

• Grundlagen der Arbeits- und Organisationspsychologie

• (Familien-)systemische Einflussfaktoren

• Mobbingsysteme und Burnout

• „Managerkrankheiten“, Erkennen, Prävention, Fit for Job

• “Lernende Organisation”

Hilfsmittel, Literatur: Aktuelle deutsche und englischsprachige Literatur

Voraussetzungen keine

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Lehrveranstaltung Language of Meetings

Dozent/ Modulverantwortliche:

M. Weller / Dr. P. Iking (Sprachenzentrum FH)

Lernziele:

Improvement of Language knowledge aiming at

Business meetings and cultural aspects of anglo-american meetings.

The students should be able to take part in the discussions of a business meeting, to write an agenda and to give a presentation in english language.

Umfang/Lehrform: 2 SWS (1S + 1 Ü) / 3 CP


Wahlpflichtmodul

Arbeitsbelastung (WL) 90 h; 30 h presence, 60 h self study Prüfung: Mündliche Prüfung (30 Minuten)

Inhalt:

Cultural Aspects for Anglo-American Meetings Business Meetings Agenda Writing Speeches / Presentations Meeting Simulations Taking Minutes

Hilfsmittel/ Literatur: Aktuelle englischsprachige Literatur (Tageszeitungen und Semenale) Literaturangaben erfolgen in der Veranstaltung

Voraussetzungen: Fachsprache Englisch

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Studiengang:


Modul 21:

Masterarbeit


alle

Lernziele:

Die Studierenden haben die Befähigung zum selbständigen wissenschaftlichen Arbeiten. Sie können theoretische Kenntnisse über aktuelle Forschungsthemen der Polymerwissenschaften zur Entwicklung neuer Methoden oder Substanzen selbständig anwenden. Sie sind in der Lage neue Erkenntnisse durch selbständige experimentelle oder theoretische Arbeiten zu erarbeiten zu evaluieren und publikationsgerecht zu dokumentieren.

Umfang/Lernform CP

30 CP/ Projektarbeit



Arbeitsbelastung (WL) 900 h Prüfung:

Mündliche Präsentation (30 Minuten) und schriftliche Ausarbeitung

Inhalt:

Planung und Durchführung einer wissenschaftlichen Arbeit Dokumentation der ermittelten Ergebnisse


Aktuelle wissenschaftliche Literatur aus den jeweiligen Fachgebieten

Voraussetzungen:

Mindestens 85 CP des 1.-3. Fachsemesters

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Verzeichnis der Abkürzungen CP = Kreditpunkte SWS = Semesterwochenstunde V = Vorlesung S = Seminar Ü = Übung

Documents

Modulhandbuch€¦ · Kolloid- und Grenzflächenchemie 5 Polymerphysik 11 Polymerthermodynamik 13 Industrial rheology of polymer melts 14 Werkstoffkunde Polymere 15 Methoden der Werkstoffprüfung