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

È un insegnamento introduttivo alla scienza e alla tecnologia dei materiali polimerici avente come obiettivo principale quello di sviluppare l'abilità dello studente a correlare le nozioni teoriche sui materiali polimerici con i dati sperimentali per la loro caratterizzazione e il loro impiego. 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, meccaniche, termiche e reologiche dei materiali polimerici alla loro composizione e struttura;
• individuare e interpretare le informazioni fornite dalle più comuni tecniche di caratterizzazione molecolare e termica dei materiali polimerici;
• conoscere e comprendere le basi della termodinamica delle soluzioni e delle miscele polimeriche;
• descrivere e comprendere i principali meccanismi di polimerizzazione e i più comuni processi industriali di sintesi dei polimeri.

L’insegnamento è mutuato per il corso di laurea in Chimica e Tecnologie Chimiche (curriculum Tecnologie Chimiche) per 5 CFU.  Inoltre, è frequentemente scelto come insegnamento opzionale da 4 CFU in altri CdS.

I risultati di apprendimento per gli studenti che frequentano le lezioni per 5 o 4 CFU non comprendono rispettivamente l’ultimo punto e gli ultimi due punti del precedente elenco.

PREREQUISITI

Nessuno ufficiale, ma è consigliato il superamento degli esami di Chimica Generale ed Inorganica e di Chimica Organica.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali per un totale di 48 ore, accompagnate talvolta da esercitazioni in aula a discrezione del docente.

A partire dall’anno accademico 2023-2024 l’insegnamento comprenderà una parte di laboratorio tecnico-pratico di 13 ore (1 CFU) per lo svolgimento di attività sperimentali correlate agli obiettivi formativi.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Prima parte (4 CFU):

Generalità su polimeri e materiali polimerici. Struttura della catena polimerica: composizione, configurazione, conformazione. Classificazione dei polimeri e nomenclatura.

Tecniche di determinazione della massa 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 di cristallizzazione e parametri che le influenzano, termodinamica e cinetica del processo di fusione-cristallizzazione), polimeri termoindurenti, tecniche di caratterizzazione (densitometria, DSC, determinazione del grado di cristallinità, TGA).

Seconda parte (1 CFU):

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

Elastomeri: proprietà strutturali, studio termodinamico e statistico dell’elasticità.

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

Terza parte (1 CFU)

Introduzione allo studio delle miscele polimeriche.

Nozioni di base sulla sintesi dei polimeri.

In relazione alla differenziazione di CFU previsti dal piano di studio, la terza parte del programma non è erogata per gli studenti di Chimica e Tecnologie Chimiche (curriculum Tecnologie Chimiche).

La seconda e la terza parte del programma non sono erogate per gli studenti che scelgono l’insegnamento come opzionale da 4 CFU.

Il programma dettagliato è caricato su aul@web, in modo che gli studenti possano verificarne la corrispondenza con gli obiettivi formativi dell’insegnamento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Al fine di agevolare l’apprendimento, le dispense delle lezioni vengono caricate sulla pagina di aul@web dedicata all’insegnamento contemporaneamente allo svolgimento in aula dei relativi contenuti. Inoltre, sulla stessa pagina web sono caricati quiz e test insieme ad esercizi numerici (con e senza risoluzione) per verificare la preparazione individuale.

Sono suggeriti i testi di appoggio riportati di seguito.

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.

Materiale supplettivo è fornito a richiesta a studenti lavoratori o studenti con DSA per venire incontro ad esigenze specifiche.