PRESENTAZIONE

Questo insegnamento fornisce gli strumenti conoscitivi di base per lo studio dei materiali a matrice polimerica, descrivendo 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

Fornire i principi di base della scienza e della tecnologia dei polimeri finalizzata alla comprensione dell'origine molecolare e strutturale delle proprietà dei materiali polimerici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

E' un insegnamento introduttivo alla scienza e alla tecnologia dei materiali polimerici avente come fine:

1) l’acquisizione dei concetti base sui polimeri e sulle loro proprietà (chimiche, fisiche, termiche, meccaniche e reologiche) in massa, in soluzione e in miscela;

2) la comprensione dell'origine molecolare e strutturale delle proprietà dei materiali polimerici;

3) la conoscenza delle principali tecniche utilizzate per la caratterizzazione molecolare e termica dei materiali polimerici e le loro modalità di utilizzo.

Obiettivo principale dell’insegnamento è sviluppare l'abilità dello studente a correlare le nozioni teoriche sui materiali polimerici con i dati sperimentali per 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;
• esprimersi con terminologia adeguata nella descrizione dei fenomeni e dei processi coinvolgenti materiali polimerici;
• correlare le proprietà chimiche, fisiche, termiche, meccaniche 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;
• descrivere e comprendere i principali meccanismi di polimerizzazione e i più comuni processi industriali di sintesi dei polimeri;
• conoscere e comprendere le basi della termodinamica delle soluzioni e delle miscele polimeriche.

L’insegnamento è mutuato per il corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche (curriculum Tecnologie Chimiche) per soli 4 CFU. In relazione alla riduzione del numero di CFU erogati, i risultati di apprendimento per gli studenti di Chimica e Tecnologie Chimiche non comprendono gli ultimi due punti del precedente elenco.

PREREQUISITI

Si suggerisce il superamento degli esami 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

Prima parte (4 CFU):

Generalità su polimeri e materiali polimerici e loro classificazione.

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).

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

Seconda parte (2 CFU):

Elastomeri: studio termodinamico e statistico dell’elasticità.

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

Introduzione allo studio delle miscele polimeriche.

Concetti di base sulla sintesi dei polimeri.

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 dei contenuti dell’insegnamento, 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 illustrare in modo più approfondito una tecnica di caratterizzazione o un modello di correlazione proprietà-struttura 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 orale 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.

L’esame orale servirà inoltre a verificare il raggiungimento del livello adeguato di conoscenza degli argomenti trasmessi durante le lezioni frontali e la capacità di utilizzare un lessico chiaro e una terminologia corretta. Verrà anche valutata l’abilità dello studente di confrontare e integrare le informazioni accessibili dalle diverse tecniche di caratterizzazione sperimentale e dai modelli di correlazione proprietà-struttura trattati nel corso dell’insegnamento.

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 degli esami di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Organica.