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

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 aul@web 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 aul@web 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.

In relazione alla riduzione del numero di CFU previsti dal piano di studi, la seconda parte del programma non è erogata per gli studenti di Chimica e Tecnologie Chimiche (curriculum Tecnologie Chimiche).

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.