CODICE 104853 ANNO ACCADEMICO 2022/2023 CFU 4 cfu anno 1 CHIMICA INDUSTRIALE 9020 (LM-71) - GENOVA 4 cfu anno 2 CHIMICA INDUSTRIALE 9020 (LM-71) - GENOVA 4 cfu anno 1 SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI 11430 (LM SC.MAT.) - GENOVA 4 cfu anno 2 SCIENZA E INGEGNERIA DEI MATERIALI 9017 (LM-53) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE CHIM/04 SEDE GENOVA PERIODO 2° Semestre MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE La lavorazione dei materiali polimerici, anche detta processing è un’attività industriale fondamentale ed in continua evoluzione tecnologica. In questo contesto, il corso fornisce le basi teoriche per la comprensione delle problematiche relative alla manifattura e descrive le diverse tecniche di lavorazione industriale dei polimeri, incluse quelle emergenti. Il corso si propone quindi di fornire gli strumenti di conoscenza utili per la comprensione delle relazioni esistenti tra le caratteristiche molecolari del polimero, le sue modalità di processo e le risultanti proprietà del manufatto. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento si articola nello studio delle proprietà chimico-fisiche dei materiali polimerici proponendosi di fornire le basi per la comprensione delle tecniche di manifattura industriali quali estrusione, stampaggio ad iniezione, soffiatura, termoformatura e le tecnologie emergenti. Lo studente imparerà anche i principi del design manifatturiero (scelta di materiale e tecniche di formatura). OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Lo scopo dell’insegnamento Polymer Processing è di fornire conoscenze teorico-pratiche di base sulla lavorazione delle materie plastiche. Nello specifico, lo studente studierà come la struttura dei diversi polimeri ne influenza la processabilità e le proprietà finali nei diversi processi di manifattura industriale quali estrusione, stampaggio ad iniezione, soffiatura, termoformatura, etc. Nelle esercitazioni pratiche lo studente imparerà a correlare l’effetto delle condizioni di processo e della formulazione del materiale con le proprietà del manufatto. Al termine del corso lo studente conoscerà i principi che regolano le diverse tecniche di formatura ed avrà acquisito esperienza pratica su alcuni dei processi. Inoltre, dato un certo manufatto, sarà in grado di riconoscere quale tecnica sia adatta alla sua produzione, quali materiali polimerici possano risultare più adeguati, e quali problematiche di processo dovranno essere affrontate. PREREQUISITI Per conseguire gli obiettivi formativi è necessario che gli studenti posseggano conoscenze di base relative ai materiali polimerici. Per questo motivo viene richiesta la propedeuticità (superamento dell’esame) dell’insegnamento “Scienza e tecnologia dei materiali polimerici” (per gli studenti dell’Ateneo genovese) o equivalente (per gli studenti di altri atenei MODALITA' DIDATTICHE Il corso è composto da lezioni frontali in aula, per un totale di circa 24 ore. Nelle lezioni frontali vengono richiamati alcuni concetti base sulle proprietà fisiche che determinano la processabilità dei materiali polimerici e vengono descritte nel dettaglio le principali tecniche di manifattura. Alle lezioni in aula seguono 4 esercitazioni in laboratorio, per una durata totale di circa 13 ore. Gli studenti, divisi per gruppi, metteranno in pratica le conoscenze acquisite durante le lezioni in aula, utilizzando direttamente sistemi di manifattura (filatura, miscelazione, stampaggio a iniezione) e tecniche di caratterizzazione di polimeri/manufatti (reometro, DSC, AFM) PROGRAMMA/CONTENUTO LEZIONI Introduzione: Applicazioni tecnologiche dei materiali polimerici, analisi economica, impatto ambientale. Polimeri termoplastici e termoindurenti: transizioni di fase e reticolazione in funzione della temperatura. Polimeri semicristallini, effetto delle variabili di processo sulla solidificazione Proprietà reologiche e meccaniche dei materiali polimerici. Effetto di parametri molecolari e di processo su flusso di polimeri fusi e comportamento a trazione dei solidi. Processing dei Polimeri Estrusione Stampaggio ad iniezione Stampaggio rotazionale, per soffiaggio e termoformatura Filmatura in bolla e in testa piana Filatura da fuso Miscelazione e compounding: blend polimerici ed additivi Tecniche di lavorazione speciali (manifattura di materiali compositi, elettrofilatura, etc.) Design Manifatturiero: scelta dei materiali, ingegnerizzazione dei processi e delle proprietà del manufatto tramite compounding e miscelazione. Rudimenti di riciclo meccanico di materiali plastici nell’ottica dell’economia circolare. ESERCITAZIONI IN LABORATORIO 1. Caratterizzazione reologica e processabilità dei materiali polimerici. 2. Cristallizzazione in condizione di processo: curve C-C-T di polimeri semicristallini di interesse industriale. 3. Prove di stampa a iniezione e filatura. Correlazione tra materiale, processo e proprietà. TESTI/BIBLIOGRAFIA N.G. McCrum, C.P. Buckley, C.B. Bucknall, Principles of Polymer Engineering , Oxford University Press (1997) Baird, Donald G., Polymer processing : principles and design, John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, New Jersey (2014) Scuola AIM 2018. Processing di materiali Polimerici a cura di R. Bongiovanni, M. Aglietto, R. Filippini Fanton. (Diderotiana Editrice) ISBN: 888578707X DOCENTI E COMMISSIONI DARIO CAVALLO Ricevimento: Sempre, su appuntamento PAOLA LOVA Commissione d'esame DARIO CAVALLO (Presidente) PAOLA LOVA (Presidente) LEZIONI INIZIO LEZIONI Inizio secondo semestre dell'A.A. Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME Esame orale che verterà sulla discussione degli argomenti trattati durante il corso e dei risultati ottenuti in laboratorio. A ciascuno studente sarà chiesto di discutere l’attività e risultati ottenuti per una esercitazione di laboratorio svolta e di descrivere i principi fondamentali e gli aspetti applicativi di una particolare tecnologia di lavorazione dei materiali polimerici. MODALITA' DI ACCERTAMENTO Scopo della prova d'esame è la verifica da parte della commissione del conseguimento degli obiettivi formativi dell'insegnamento. In caso contrario, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente prima di sostenere nuovamente l'esame. Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e gli obiettivi formativi dell’insegnamento, il programma dettagliato del corso viene caricato su AulaWeb ed illustrato all’inizio delle lezioni, in modo che gli studenti possano verificarne l'aderenza. Durante l'assistenza alle esercitazioni di laboratorio, il docente valuterà l'effettivo coinvolgimento dei singoli studenti nell'esperienza e la capacità di svolgere con attenzione le misure sperimentali. L'esame orale individuale permetterà di accertare nel dettaglio il raggiungimento di un livello adeguato di conoscenze nell'ambito della lavorazione dei materiali polimerici, e in generale la capacità di dedurre relazioni tra condizioni di processo e proprietà ottenute, anche sulla base di conoscenze acquisite in corsi precedenti di ambito polimerico.
