PRESENTAZIONE

Questo insegnamento fornisce gli strumenti conoscitivi di base per la comprensione della scienza e della sintesi dei polimeri e per la correlazione tra le caratteristiche molecolari e le proprietà dei materiali a matrice polimerica. Sono descritte le principali famiglie di polimeri e classi di materiali polimerici (copolimeri, miscele e compositi) con i loro rispettivi settori di impiego, nonché le più comuni tecniche di indagine per la caratterizzazione molecolare e termica.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

E' un corso introduttivo alla scienza dei materiali polimerici che si prefigge l’acquisizione da parte degli studenti della: - conoscenza dei concetti base sui polimeri e sulle loro proprietà sia in soluzione che allo stato solido, con particolare riguardo alle proprietà strutturali e termodinamiche. - conoscenza e comprensione delle principali tecniche utilizzate per la caratterizzazione dei materiali polimerici. - comprensione dell'origine molecolare e strutturale delle proprietà dei materiali polimerici

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivo principale dell’insegnamento è sviluppare l'abilità dello studente a correlare le nozioni teoriche sui materiali polimerici con i dati sperimentali allo scopo di formulare criteri di massima per la loro caratterizzazione e il loro utilizzo. Per perseguire tale proposito le lezioni frontali vengono sempre corredate di esempi concreti legati alla vita quotidiana e alla pratica industriale.

Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà essere in grado di:

• conoscere la struttura molecolare dei polimeri più diffusi e classificarli in base a diversi parametri;
• correlare le proprietà chimiche, fisiche, meccaniche, termiche e reologiche dei materiali polimerici alla loro composizione e struttura;
• individuare e discutere criticamente le informazioni accessibili dalle più comuni tecniche di caratterizzazione molecolare e termica dei materiali polimerici.

PREREQUISITI

Si suggerisce il superamento di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Organica.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento si compone di lezioni frontali per un totale di 48 ore, accompagnate talvolta da esercitazioni in aula a discrezione del docente. Le dispense delle lezioni vengono caricate sulla pagina di AulaWeb dedicata all’insegnamento contemporaneamente allo svolgimento in aula dei relativi contenuti.

Al fine di agevolare lo studio individuale degli studenti, test di verifica ed esercizi numerici (con e senza risoluzione) sono caricati sulla pagina di AulaWeb dedicata all’insegnamento.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Generalità su polimeri e materiali polimerici e loro classificazione.

Concetti di base sulla sintesi dei polimeri.

Tecniche di caratterizzazione molecolare dei polimeri (osmometria, viscosimetria, diffusione della luce, ultracentrifugazione, cromatografia ad esclusione molecolare).

Polimeri allo stato solido: polimeri amorfi (principali polimeri amorfi e loro utilizzo, temperatura di transizione vetrosa e studio dei parametri che la influenzano), polimeri semicristallini (principali polimeri semicristallini e loro utilizzo, temperatura di fusione e parametri che la influenzano, termodinamica e cinetica del processo di fusione-cristallizzazione), tecniche di caratterizzazione (densitometria, DSC, determinazione del grado di cristallinità, TGA).

Polimeri in soluzione: interazione polimero-solvente, modello reticolare di Flory–Huggins.

Introduzione alle proprietà reologiche dei polimeri in massa e in soluzione.

Introduzione allo studio delle miscele polimeriche.

Elastomeri: studio termodinamico e statistico dell’elasticità.

Polimeri per usi speciali e tecnopolimeri.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Scienza e tecnologie dei materiali, D. R. Askeland, P. P. Fulay, W. J. Wright – Edizioni Città Studi, 2017

Fondamenti di Struttura, Proprietà e Tecnologia dei Polimeri- Testi AIM - Edizioni Nuova Cultura, 2011

Fondamenti di Scienza dei Polimeri - M. Guaita, F. Ciardelli, E. Pedemonte - Pacini Editore, 2009

Scienza e Tecnologia dei Materiali Polimerici - S. Bruckner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia- EdiSES, 2007

Fundamentals of Polymer Science – P. C. Painter, M. M. Coleman - Technomic Publishing Co., Inc. , 1997- 2nd edition.

Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials – J. M. G. Cowie – Blackie Academic & Professional, Chapman & Hull Eds., 1991 – 2nd edition.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARINA ALLOISIO (Presidente)

MAILA CASTELLANO (Presidente)

DAVIDE COMORETTO

MASSIMO OTTONELLI

SILVIA VICINI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Consultare il/i Manifesto/i degli Studi e gli orari sul sito ufficiale del/i corso/i di laurea.

Orari delle lezioni

SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI POLIMERICI

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame prevede una prova orale condotta da due docenti per una durata non inferiore a 30 minuti. Nel corso dell’anno solare sono fissati 7 appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali stabilite dal Manifesto degli Studi.

La prova orale si compone di tre parti, il cui contributo alla valutazione in trentesimi dell’esame è specificato di seguito:

• nella prima parte lo studente deve fronteggiare una problematica inerente all’utilizzo dei materiali polimerici al fine di verificare la comprensione e la padronanza acquisita degli argomenti del corso, nonché la capacità di applicare i concetti teorici a situazioni reali; alla prima parte dell’esame viene attribuita una valutazione massima di 15/30;
• nella seconda parte lo studente è chiamato a descrivere in modo più approfondito una tecnica di caratterizzazione o un modello di correlazione struttura-proprietà o un metodo di sintesi; alla seconda parte viene attribuita una valutazione massima di 10/30;
• nella terza parte lo studente è chiamato ad illustrare le caratteristiche e i principali settori di utilizzo di una classe di polimeri o di un polimero in particolare; alla terza parte viene attribuita una valutazione massima di 5/30.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Intento della prova è la verifica da parte della commissione del conseguimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento, in modo particolare per quel che riguarda l’acquisita capacità dello studente di analizzare criticamente situazioni reali. In caso contrario, lo studente verrà invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di ripetere l’esame. Verrà anche valutata la capacità dello studente di confrontare e integrare le informazioni accessibili dalle diverse tecniche di caratterizzazione sperimentale e dai modelli di correlazione struttura-proprietà trattati nel corso dell’insegnamento, utilizzando un lessico chiaro e una terminologia corretta.

Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e gli obiettivi formativi dell’insegnamento, il programma dettagliato dello stesso viene caricato su AulaWeb, in modo che gli studenti possano verificarne l'aderenza.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Eventuali propedeuticità sono definite nel Regolamento Didattico e/o nel Manifesto degli Studi.
Tuttavia si suggerisce il superamento di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Organica.