PRESENTAZIONE

Le proprietà fisiche di un manufatto polimerico sono dettate in parte dalle caratteristiche intrinseche delle catene macromolecolari, ma anche dalla storia termo-meccanica imposta durante la solidificazione. La conoscenza delle diverse tecniche analitiche che consentono di  determinare le caratteristiche di un polimero è uno strumento essenziale al fine di comprendere le relazioni tra  lavorazione e struttura, e quindi ottimizzare processi e materiali per l'ottenimento delle proprietà volute.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Acquisizione delle basi teoriche e della confidenza sperimentale con le principali tecniche strumentali per la caratterizzazione delle proprietà (molecolari, termiche, strutturali, morfologiche e meccaniche) dei materiali polimerici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Lo scopo dell’insegnamento di Laboratorio di Caratterizzazione dei Materiali Polimerici è quello di fornire conoscenze teorico-pratiche di base sui metodi di misura delle proprietà (molecolari, termiche, meccaniche, reologiche, strutturali e morfologiche) dei materiali polimerici. Al termine dell'insegnamento lo studente conoscerà il funzionamento dei principali strumenti analitici utilizzati per la caratterizzazione dei polimeri, e saprà interpretare i tipici risultati derivanti dagli stessi alla luce delle caratteristiche molecolari del polimero e del processo di lavorazione. Nello specifico conoscerà le applicazioni nel campo dei materiali polimerici della cromatografia ad esclusione sterica, calorimetria a scansione differenziale, microscopia ottica in luce polarizzata, termogravimetria, reometria rotazionale, dinamometria per prove tensili, FT-IR. 

PREREQUISITI

Conoscenze di base sulla chimica e la fisica delle macromolecole. esempio: caratteristiche molecolari (massa molecolare media e distribuzione delle masse molecolari; costituzione di catena in omopolimeri e copolimeri); organizzazione allo stato solido di polimeri semi-cristallini a diverse scale dimensionali; principali transizioni di fase e stati fisici (cristallizzazione, fusione, vetrificazione)

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso è composto da lezioni frontali in aula, per un totale di circa 22 ore. Nelle lezioni frontali vengono richiamati alcuni concetti teorici relativi a specifiche proprietà dei polimeri, e sono introdotte le esercitazioni di laboratorio. A seguire, si svolgono 11 esercitazioni pratiche in laboratorio, con il supporto del docente. Per le attività di laboratorio, gli studenti verranno suddivisi in gruppi. L'impegno complessivo per lo studente in questa parte del corso è di circa 40 ore.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Le lezioni in aula verteranno su:
1. Introduzione ai polimeri: massa molare e sua determinazione
2. Polimeri termoplastici e termoindurenti
3. Polimeri semicristallini
4. Proprietà termiche dei materiali polimerici: calorimetria differenziale a scansione
5. Proprietà termiche dei materiali polimerici: analisi termogravimetrica
6. Microscopia ottica in luce polarizzata di sferuliti di polimeri semicristallini
7. Diffrazione di raggi X ad ampio e piccolo angolo di polimeri
8. Proprietà meccaniche dei solidi polimerici 
9. Reologia dei fusi polimerici
10. Orientamento molecolare
11. Proprietà superficiali dei materiali polimerici: bagnabilità e tensione superficiale
Le esercitazioni pratiche di laboratorio riguarderanno:
1. Cromatografia a permeazione di gel
2. Viscosità intrinseca
3. Calorimetria differenziale a scansione di polimeri semicristallini e amorfi
4. Cinetica di polimerizzazione di un polimero termoindurente tramite DSC
5. Degradazione termica del polimero misurata mediante TGA
6. Velocità di crescita sferulitica misurata mediante microscopia ottica in luce polarizzata 

7. Indice di cristallinità e polimorfismo tramite diffrazione dei raggi X ad ampio angolo
8. Prove di trazione, creep e impatto su campioni polimerici
9. Viscosità dei polimeri fusi: effetto della temperatura e della massa molare
10. Dicroismo infrarosso di film polimerici orientati
11. Angolo di contatto di liquidi sulle superfici polimeriche: bagnabilità e tensione superficiale

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Note al corso e diapositive delle lezioni in aula disponibili su AulaWeb

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

prima settimana del secondo semestre 

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

A ciascun gruppo di studenti sarà chiesta la redazione di un breve elaborato scritto descrivente attività e risultati ottenuti per ogni esercitazione di laboratorio svolta. Le relazioni saranno quindi corrette e valutate dal docente, che attribuirà un voto (all'attività del gruppo). Tale voto verrà poi perfezionato nell'esame orale, che verte sugli argomenti del corso, trattati durante le lezioni frontali e le esercitazioni. L'esame orale ha lo scopo di valutare l'effettivo apprendimento del singolo studente. Il voto finale viene quindi attribuito dal docente tenendo conto sia del contributo dello studente alle attività di gruppo (esercitazioni e stesura delle relazioni), sia della prova orale individuale.

Per gli studenti con disabilità o con DSA si rimanda alla sezione Altre Informazioni.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Durante l'assistenza dei gruppi di studenti nelle esercitazioni di laboratorio, il docente valuterà l'effettivo coinvolgimento dei singoli studenti nell'esperienza, e la capacità di svolgere con attenzione le misure sperimentali. La lettura e correzione delle relazioni di laboratorio presentate da ciascun gruppo permetterà di valutare la capacità di collaborazione tra gli studenti, la comprensione degli argomenti trattatati e l'uso di un corretto linguaggio tecnico-scientifico. L'esame orale individuale permetterà di accertare nel dettaglio il raggiungimento di un livello adeguato di conoscenze nell'ambito della caratterizzazione delle proprietà dei materiali polimerici, ed in generale la capacità di dedurre relazioni tra struttura molecolare e proprietà, anche sulla base di conoscenze acquisite in corsi precedenti di ambito polimerico.

ALTRE INFORMAZIONI

Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI 11430 | Studenti con disabilità e/o DSA | UniGe | Università di Genova | Corsi di Studio UniGe

Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare:

•            la denominazione dell’insegnamento

•            la data dell'appello

•            il cognome, nome e numero di matricola dello studente

•            gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti.

Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti.

Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche.

Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici