PRESENTAZIONE

L’insegnamento fornisce gli strumenti pratici per sviluppare conoscenze su metodi di laboratorio per la sintesi, la formulazione e la caratterizzazione di materiali di rilevante interesse industriale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire conoscenze su metodi di laboratorio per la polimerizzazione e la caratterizzazione di materiali polimerici, compositi e oli lubrificanti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento è suddiviso in due moduli da 5 CFU tenuti da due diversi docenti. Si rimanda alla consultazione delle schede di insegnamento dei singoli moduli per avere informazioni più dettagliate al riguardo.

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte e lo studio individuale consentiranno allo studente di:

- conoscere in modo approfondito le principali tecniche di polimerizzazione ed essere in grado di condurre sperimentalmente alcune sintesi;

- identificare e saper utilizzare i principali tipi di tecniche di caratterizzazione dei polimeri, compositi e oli lubrificanti;

- correlare le proprietà chimico-fisiche di un materiale con la loro formulazione;

- organizzare un’attività di laboratorio.

PREREQUISITI

Nessuno.

MODALITA' DIDATTICHE

I laboratori prevedono esercitazioni e lezioni preparatorie in aula, la frequenza alle quali è obbligatoria. Gli studenti, suddivisi in piccoli gruppi, dovranno applicare il protocollo sperimentale fornito e le metodiche descritte. Al termine delle attività, gli studenti dovranno presentare una relazione con i risultati ottenuti. L’organizzazione e le date di svolgimento delle attività di laboratorio verranno comunicate direttamente dalle docenti titolari dei moduli dell’insegnamento all’inizio delle lezioni.

Copia delle slide, presentate a lezione, saranno disponibili su AulaWeb ed utilizzabili come base per lo studio. Le slide possono essere solo un riferimento per lo studio degli argomenti trattati da affiancare alla frequenza delle lezioni o allo studio su testi. Tali slide aiuteranno nella stesura delle relazioni da presentare sulle attività di laboratorio.

PROGRAMMA/CONTENUTO

MODULO I

- PREPARAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI FORMULAZIONI A BASE DI OLI LUBRIFICANTI.

Le formulazioni verranno preparate utilizzando composti normalmente applicati nell’industria degli oli lubrificanti e tenendo conto delle conoscenze acquisite in alcuni insegnamenti teorici. Per quanto riguarda la caratterizzazione delle formulazioni preparate, verranno effettuate misure di viscosità utilizzando il viscosimetro Hoppler e Engler. Verranno valutati l’indice di viscosità per mezzo del viscosimetro Cannon-Fenske e i punti di infiammabilità a vaso chiuso e a vaso aperto. Verranno inoltre effettuate misure reologiche utilizzando un viscosimetro rotazionale. Gli studenti, elaborando i dati di caratterizzazione raccolti dai vari gruppi, potranno correlare le condizioni di preparazione delle formulazioni con le proprietà finali delle stesse. Durante il corso, verrà illustrato il metodo più efficace per descrivere i risultati sperimentali attraverso l’elaborazione di una relazione. Le esperienze effettuate in laboratorio termineranno con una discussione sui risultati ottenuti. Al momento di confronto parteciperà anche un esperto industriale del settore.

PREPARAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI FORMULAZIONI A BASE DI MATERIALI POLIMERICI.

Verranno sviluppate formulazioni a base di polimeri, combinando matrici polimeriche con nanofiller inorganici. In particolare, verrà modificato un nanofiller commerciale, attraverso l’utilizzo di diversi tipi di compatibilizzanti. Tale attività di laboratorio verrà progettata direttamente dagli studenti, partendo da procedure riportate in letteratura. I nanofiller modificati verranno caratterizzati attraverso misure termogravimetriche (TGA) e di diffrazione di raggi X. I risultati verranno discussi dagli studenti in aula ed attraverso l’elaborazione di relazioni, confrontando i dati ottenuti con quelli riportati in letteratura. A tal fine, verranno forniti metodi per effettuare una ricerca bibliografica dettagliata. I sistemi preparati verranno utilizzati per sviluppare sistemi nanostrutturati a base di poliammide 6, applicando il metodo della polimerizzazione in situ. Tale esperienza permetterà agli studenti di applicare alcuni concetti fondamentali analizzati in corsi teorici di chimica macromolecolare (vedi ad esempio programma dettagliato del corso di Sintesi e Produzione Industriale di Polimeri). I sistemi preparati verranno caratterizzati attraverso misure di diffrazione di raggi X, analisi microscopiche e prove meccaniche.

MODULO II

Verranno realizzate sintesi di polimeri in massa ed emulsione, dopo aver purificato monomero e iniziatore con diversi metodi. Verranno correlati i parametri di sintesi, quali la concentrazione del monomero, dell’iniziatore, del tensioattivo con le rese e le masse molecolari dei polimeri ottenuti.

I risultati verranno discussi dagli studenti, confrontando i dati ottenuti da ciascun gruppo che avrà operato in diverse condizioni di sintesi. Tale esperienza permetterà agli studenti di applicare alcuni concetti fondamentali analizzati in corsi teorici di chimica macromolecolare.

I polimeri saranno frazionati e caratterizzati attraverso misure viscosimetriche con viscosimetro Ubbelohde, così da ottenerne i pesi molecolari viscosimetrici, mediante analisi termiche (calorimetria differenziale a scansione), così da ottenerne le temperature di transizioni vetrose, e spettroscopiche (spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier), con diversi metodi di campionamento e analisi (Trasmissione, ATR, DRIFT).

Saranno poi preparate miscele di polimeri, di cui sarà studiata la miscibilità mediante analisi termica e mediante l’uso di equazioni semi-empiriche previsionali. Saranno condotte misure di proprietà superficiali di polimeri, mediante determinazione dell’angolo di contatto.

Le esperienze effettuate in laboratorio termineranno con una discussione sui risultati ottenuti e con l’impostazione delle relazioni finali da consegnare come parte integrante dell’esame.

In base ai contenuti descritti, l’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell’Agenda ONU 2030: Obiettivo 4. Istruzione di Qualità, Obiettivo 5. Parità di Genere, Obiettivo 9. Imprese, innovazione e infrastrutture e Obiettivo 12. Consumo e produzione responsabili.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

S.R. Sandler, W. Karo, J.A. Bonesteel, E.M. Pearce. Polymer Synthesis and Characterization, Academic Press, New York.

W. Dresel, Lubrificants and Lubrification, Wiley.

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

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ORIETTA MONTICELLI (Presidente)

MARINA ALLOISIO

MAILA CASTELLANO

DARIO CAVALLO

ANTONIO COMITE

SILVIA VICINI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L'insegnamento si tiene nel corso del I semestre.

Dal 24 febbraio 2025 secondo l'orario riportato qui 

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La verifica dell'apprendimento è effettuata mediante un esame orale finale, condotto da due docenti, avente una durata di circa 60 minuti, che accerta le conoscenze acquisite dallo studente e la capacità di affrontare i problemi pratici riguardanti le esperienze di laboratorio. Gli studenti saranno tenuti a consegnare le relazioni delle esperienze di laboratorio durante lo svolgimento dell'insegnamento. Le relazioni saranno valutate in base al loro contenuto e alla loro forma. La valutazione si baserà sull’esame orale (30 %), sulle relazioni di laboratorio (40 %) e sullo svolgimento (precisione, comportamento, puntualità, ordine) delle attività pratiche (30 %). Quando gli obiettivi formativi dell'insegnamento non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente. Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e quelli svolti durante l'insegnamento, viene inserita nella pagina di AulaWeb sia il programma dettagliato che il registro delle lezioni dell’insegnamento, in modo che gli studenti stessi possano verificarne l'aderenza.

Per gli studenti disabili o con DSA, le modalità d'esame sono uniformate alla regolamentazione di Ateneo per lo svolgimento degli esami di profitto (https://unige.it/disabilita-dsa).

In casi di emergenza e solo in seguito a specifiche disposizioni emanate espressamente dall’Ateneo di Genova, la modalità di svolgimento degli esami di profitto potranno essere modificate fino a prevedere la possibilità di sostenere la prova on line.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Sia mediante le relazioni delle esperienze di laboratorio sia mediante l'esame orale verrà valutata la capacità dello studente di ragionare criticamente sugli argomenti esposti, di aver elaborato e fatto propri i concetti presentati a lezione e di aver integrato le informazioni provenienti dai vari argomenti mediante lo studio personale. In particolare, si valuterà la capacità dello studente di:

• descrivere le principali tecniche di caratterizzazione di oli lubrificanti e materiali polimerici e compositi in modo chiaro e con una terminologia scientifica corretta. 
• illustrare in dettaglio le principali tecniche di sintesi dei polimeri e di applicare le tecniche di caratterizzazione, evidenziando le loro potenzialità e limiti e dimostrando di saper interpretare, confrontare e discutere i risultati ottenuti in modo chiaro e con una terminologia scientifica corretta; sarà considerata anche la qualità dell'esposizione. 

Calendario appelli