Guía docente de Materiales Ópticos (2871133)

• Tener cursada la asignatura: Química.
• Tener conocimientos adecuados sobre Química Orgánica General.

• Propiedades físico-químicas del vidrio mineral.
• Propiedades físico-químicas de los polímeros.
• Plásticos acrílicos e hidrogeles.
• Poliamidas, poliuretanos y resinas epoxi.
• Poliésteres y policarbonatos.
• Fenoplastos y aminoplastos.
• Plásticos celulósicos.
• Siliconas.

OBJETIVOS GENERALES

• Que el alumno conozca los principales polímeros orgánicos con usos ópticos, sus propiedades y obtención.
• Que el alumno conozca los tópicos más importantes sobre el vidrio como material usado en Óptica, y sus propiedades.

OBJETIVOS PARTICULARES

• En los temas correspondientes al estudio de los materiales poliméricos se abordara el interés de estos compuestos en los usos de tipo óptico, y el estudio de los principales tipos, propiedades más relevantes a tener en cuenta en sus usos ópticos y procesos de obtención de los mismos.
• Antes de abordar el estudio de este tipo de materiales se darán unas nociones básicas sobre química orgánica, que ayuden a la comprensión de conceptos de interés.
• A continuación se tratará el estudio de ejemplos particulares de materiales poliméricos orgánicos, atendiendo a su estructura, composición, usos principales.
• Otro de los objetivos particulares es que el alumno adquiera los conocimientos básicos del uso del vidrio con fines ópticos. Se prestará especial atención a las principales propiedades de este material así como sus diversas aplicaciones en óptica.

I.- MATERIALES ÓPTICOS ORGÁNICOS

PRIMERA PARTE. SÍNTESIS DE MATERIALES POLIMÉRICOS

• 1.- INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES POLIMÉRICOS. Desarrollo Histórico del uso y síntesis de Polímeros. Definiciones. Clasificación de los polímeros según su origen, forma de la macromolécula, reacción de formación, composición química, propiedades físicas y naturaleza del monómero.
• 2.- SÍNTESIS DE MACROMOLÉCULAS. Introducción. Clasificación de los proceso de polimerización. Polimerización por etapas: Cinética. Técnicas de polimerización. Polímeros más importantes. Polimerización en cadena: Polimerización radicalaria. Polimerización catiónica. Polimerización aniónica. Estereoregularidad. Polimerización por coordinación. Técnicas de polimerización. Copolimerización: Ecuación de composición. Razones de reactividad. Copolimerización por bloques y de injerto.
• 3.- ADITIVOS. Definición. Clasificación. Cargas. Plastificantes. Lubricantes. Aditivos antienvejecimiento. Colorantes: El color de una sustancia. Relación entre color y estructura molecular (Teoría de Witt). Clasificación de los colorantes. Métodos de coloración de los materiales plásticos. Colorantes usados en los materiales plásticos.

SEGUNDA PARTE. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES POLIMERICOS

• 4.- RELACIÓN ENTRE ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS POLÍMEROS. Introducción. Cristalinidad. Transparencia. Propiedades mecánicas. Efecto de la temperatura. Densidad. Absorción de humedad. Resistencia a los disolventes.
• 5.- PROPIEDADES TÉRMICAS Y ELÉCTRICAS DE LOS POLÍMEROS. Punto de transición vítrea y punto de fusión: influencia de la estructura. Conductividad térmica. Coeficiente de dilatación lineal. Estabilidad dimensional. Constante dieléctrica y Factor de pérdidas. Resistividad eléctrica. Rigidez dieléctrica. Clasificación de los polímeros según su comportamiento eléctrico: influencia de la estructura.
• 6.- PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS POLÍMEROS. Transmisión. Refracción. Birrefringencia.
• 7.- PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS POLÍMEROS. Fenómenos elásticos. Módulo de elasticidad. Resistencia a la rotura. Resistencia a la compresión. Resistencia al choque. Resistencia a la flexión. Dureza.
• 8.- PROPIEDADES QUÍMICAS Y FISICOQUÍMICAS DE LOS POLÍMEROS. Solubilidad: Mecanismo. Parámetros de solubilidad. Determinación de los parámetros de solubilidad. Hidratación. Resistencia química. Porosidad. Permeabilidad: Factores de los que depende el coeficiente de solubilidad. Factores de los que depende el coeficiente de difusión. Absorción de agua y Permeabilidad. Permeabilidad de las lentes de contacto. Permeabilidad al oxígeno. Humectabilidad.
• 9.- DEGRADACIÓN O ENVEJECIMIENTO DE LOS POLÍMEROS. Envejecimiento natural: Degradación térmica. Degradación hidrolítica. Degradación oxidativa. Otros tipos de envejecimiento. Envejecimiento artificial acelerado.

TERCERA PARTE.- DESCRIPTIVA DE LOS MATERIALES ÓPTICOS ORGÁNICOS.

• 10.- POLIOLEFINAS. Polietileno. Polipropileno. Polibuteno. Polimetilpenteno. Politetrafluoretileno. Derivados vinílicos. Poliestireno.
• 11.- PLÁSTICOS ACRÍLICOS E HIDROGELES. Plásticos acrílicos. Poli(metacrilato de metilo). Otros plásticos acrílicos. Copolímeros de metacrilato. Hidrogeles. Preparación de los monómeros. Polimerización. Copolimerización. Propiedades químicas. Propiedades físicas. Poli(metacrilato de 2-hidroxietilo) [Poli(HEMA)]. Copolímeros de HEMA.
• 12.- POLIAMIDAS, POLIURETANOS Y RESINAS EPOXI. Poliamidas: Generalidades. Síntesis. Propiedades. Aplicaciones. Poliuretanos: Tipos. Propiedades. Aplicaciones. Resinas epoxi: Síntesis. Endurecimiento. Propiedades. Aplicaciones.
• 13.- POLIÉSTERES Y POLICARBONATOS. Poliésteres: Síntesis. Materias primas. Estructura. Propiedades. Aplicaciones. Policarbonatos: Síntesis. Propiedades. Aplicaciones.
• 14.- PLÁSTICOS CELULÓSICOS. Introducción. Acetato de celulosa. Acetato butirato de celulosa.
• 15.- SILICONAS. Introducción. Nomenclatura. Síntesis. Tipos de silicona: Siliconas líquidas. Resinas de silicona. Cauchos de silicona. Aplicaciones en contactología.
• 16.- HIDROGELES. Introducción. Nuevos materiales hidrogeles. Hidrogeles mixtos.

II. MATERIALES ÓPTICOS INORGÁNICOS

• 17.- EL VIDRIO MINERAL. Introducción. Capacidad de los cationes para formar vidrios. Correlación entre la aptitud de formar vidrios y el tipo de enlace. Estructura de los vidrios de óxido. Separación de fases. Desvitrificación.
• 18.- PROPIEDADES QUÍMICAS DEL VIDRIO MINERAL. Mecanismo de ataque. Influencia de la composición. Ataque por agentes atmosféricos. Superficie de los vidrios. Modificación de la superficie de los vidrios: Esmerilado y pulido. Modificadores de superficie. Adsorción. Adhesión. Fricción. Limpieza y mojado de los vidrios minerales
• 19.- VIDRIOS PARA APLICACIONES ÓPTICAS. Clasificación de los vidrios ópticos. Vidrios para uso oftálmico. Filtros ópticos. Espejos. Vidrios ópticos especiales: Vidrios de protección contra radiaciones, vidrios de color, vidrios fotosensibles y fotocromáticos.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

• Síntesis del Polimetacrilato de Metilo.
• Síntesis de Espumas de Poliuretano.
• Síntesis de polímero Slime.
• Obtención de un espejo.
• Absorción de agua de un material plástico.
• Síntesis de nylon 6,6.

• - "Apuntes de Materiales Ópticos" José Justicia Ladrón de Guevara, 2022, 4ª Edición.
• - “Química Orgánica” K. Meter C. Vollhardt, Neil E. Schore, Ed. Omega, 2000 o posterior.

• - “Polymer Chemistry” Charles E. Carraher, 8th Ed., Marcel Dekker Inc. 2006
• - “Principles of Polymerization” George Odian, 4th Ed., John Wiley and Sons Inc. 2004.
• - “Polymer Chemistry: An Introduction” Malcolm P. Stevens, 3th Ed., Oxford University Press
• - “Química de Polímeros” Raimond B. Seymour y C. E. Carraher, Ed. Reverté, 1998.
• - “Materiales Ópticos Orgánicos” A: Navarro, M. Blanco, G. Rico, 1989, ISBN: 404-4619-5
• - “Materiales Ópticos Inorgánicos” A. Navarro, 1997, ISBN: 84-922508-1-X

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• MD01. Expositiva-participativa 
• MD02. Presentaciones Power-Point 
• MD03. Trabajo laboratorio 
• MD04. Experiencias de Cátedra 
• MD05. Utilización plataformas virtuales 
• MD07. Uso de Instrumentación 
• MD08. Elaboración de Informes 

Todo lo relativo a la evaluación se regirá por la “Normativa de evaluación y calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada” de Mayo de 2013.

El sistema de calificación empleado será el establecido en el artículo 5 del Real Decreto 1125/2003, de 5 de septiembre, por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y validez en todo el territorio nacional. En el sistema de evaluación continua, la calificación final responderá a la puntuación ponderada de los diferentes aspectos y actividades que integran el sistema de evaluación según las contribuciones a la calificación máxima final que se especifican a continuación:

• Prueba escrita: 70%
• Realización de las prácticas de laboratorio, cuestionarios previo y posterior a las prácticas, entrega informe de prácticas: 15%
• Controles periódicos sobre el contenido de la asignatura: 15%

Para superar la asignatura y poder aplicar los porcentajes indicados anteriormente, será imprescindible que la nota de la prueba escrita sea igual o superior a 4.5 puntos. Para aprobar la asignatura es imprescindible realizar las prácticas presenciales en el laboratorio. No se permitirán faltas no justificadas debidamente a las prácticas, resultando suspensa la asignatura en caso de existir dichas faltas. Los alumnos que no superen la asignatura podrán hacerlo en la convocatoria extraordinaria, en la fecha marcada por la coordinación, no existiendo la posibilidad de realizar exámenes fuera de las fechas indicadas por la coordinación de la titulación.

En la convocatoria extraordinaria, la prueba para superar la asignatura consistirá en un examen sobre la asignatura. Se requiere la calificación de 5 para conseguir el aprobado.

En virtud al Artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada, el alumno puede examinarse mediante la evaluación única final. Para acogerse a esta opción, el estudiante ha de solicitarlo al Director del Departamento en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, o en las dos semanas siguientes a su matriculación, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

• Prueba escrita sobre los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura: 100%. El aprobado de la asignatura se obtendrá en este caso al alcanzar la calificación de 5.