PRESENTAZIONE

I materiali polimerici sono formulazioni aventi come componente principale un polimero o una miscela di polimeri. Grazie alla loro elevata versatilità, trovano impiego in un’ampia gamma di settori produttivi e nelle attività quotidiane.

L’insegnamento introduce alla conoscenza di questa classe di materiali, con particolare attenzione alle relazioni tra struttura e proprietà, che ne determinano le prestazioni e ne giustificano il largo utilizzo.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Oggetto dell’insegnamento sono i materiali aventi come componente principale un polimero o una miscela di polimeri. Saranno fornite le conoscenze di base per lo studio dei materiali a matrice polimerica, descrivendo le principali classi di polimeri con i rispettivi settori di impiego e le più comuni tecniche di caratterizzazione molecolare e chimico-fisica, anche tramite esercitazioni di laboratorio.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento fornisce un’introduzione alla scienza e alla tecnologia dei materiali polimerici, con l’obiettivo di evidenziare le correlazioni tra composizione, struttura e proprietà, anche in relazione ai dati sperimentali derivanti dalle principali tecniche di caratterizzazione. A tal fine, le lezioni frontali sono integrate da esempi applicativi tratti dalla vita quotidiana e dalla pratica industriale.

Risultati di apprendimento

Al termine dell’insegnamento sarà possibile:

• descrivere la struttura molecolare dei principali polimeri e classificarli secondo diversi criteri;
• correlare le proprietà chimiche, fisiche e meccaniche dei materiali polimerici alla loro composizione e struttura.
• utilizzare una terminologia scientifica appropriata nella descrizione di fenomeni e processi relativi ai materiali polimerici;
• individuare e interpretare le informazioni fornite dalle più comuni tecniche di caratterizzazione termica dei materiali polimerici;
• individuare e interpretare le informazioni derivanti dalle principali tecniche per la determinazione della massa molecolare dei polimeri.

L’insegnamento è mutuato per il Corso di Studio in Scienza dei Materiali ed è inoltre offerto come insegnamento opzionale (4 CFU) in altri CdS. In quest’ultimo caso, i risultati di apprendimento non includono l’ultimo punto dell’elenco.

PREREQUISITI

Per il Corso di Studio in Chimica e Tecnologie Chimiche è richiesto il superamento dell’esame di Chimica Organica I.

Per il Corso di Studio in Scienza dei Materiali non sono previsti prerequisiti obbligatori; tuttavia, è fortemente consigliato aver superato l’esame di Chimica Generale e Inorganica e di Chimica Organica.

MODALITA' DIDATTICHE

L’insegnamento è articolato in lezioni frontali per un totale di 40 ore (5 CFU) e in attività di laboratorio teorico‑pratico per un totale di 13 ore (1 CFU). La frequenza alle attività di laboratorio è obbligatoria, come previsto dal Regolamento dei Corsi di Studio di riferimento.

Le attività di laboratorio, organizzate in piccoli gruppi, prevedono l’applicazione di metodiche di caratterizzazione dei materiali polimerici sotto la guida della docente. Al termine delle attività di laboratorio è richiesta la consegna di una breve relazione sui risultati ottenuti.

L’organizzazione e il calendario delle attività di laboratorio saranno comunicati al termine delle lezioni frontali.

Al fine di supportare il processo di apprendimento, il materiale didattico (dispense delle lezioni) viene reso disponibile sulla piattaforma AulaWeb in concomitanza con lo svolgimento degli argomenti in aula. Sulla stessa piattaforma sono inoltre disponibili quiz, test (con durata indicativa di un’ora) e simulazioni della prova d’esame, da svolgere in modalità asincrona per la verifica della preparazione individuale.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Prima parte (4 CFU)

Concetti generali relativi a polimeri e materiali polimerici. Struttura della catena polimerica: composizione, configurazione e conformazione. Nomenclatura dei polimeri. Classificazione dei polimeri in base a diversi criteri (struttura della catena, grado e meccanismo di polimerizzazione, origine, proprietà fisiche e tecnologiche).

Stato solido nei materiali polimerici: stato amorfo e cristallino; temperatura di transizione vetrosa e parametri che la influenzano; temperature di fusione e cristallizzazione e relativi parametri; aspetti termodinamici e cinetici dei processi di fusione e cristallizzazione.

Struttura, proprietà e principali ambiti applicativi dei polimeri amorfi, semicristallini, termoindurenti ed elastomerici.

Tecniche di caratterizzazione dello stato solido (densitometria, calorimetria a scansione differenziale, determinazione del grado di cristallinità, analisi termogravimetrica).

Seconda parte (1 CFU)

Tecniche per la determinazione della massa molecolare dei polimeri: osmometria, viscosimetria, diffusione della luce, ultracentrifugazione, cromatografia ad esclusione sterica.

Terza parte (1 CFU, attività tecnico-pratica)

Attività di laboratorio articolata in due esperienze:

1. frazionamento di un campione polidisperso di poli(ossietilene) in soluzione acquosa;
2. determinazione della massa molecolare di frazioni di poli(ossietilene) mediante caratterizzazione in gradiente di densità.

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

In base al programma descritto, l’insegnamento contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell’Agenda ONU 2030: Obiettivo 4. Istruzione di Qualità, Obiettivo 5. Uguaglianza di Genere e Obiettivo 12. Consumo e Produzione Responsabili.

Il programma dettagliato è caricato sul portale AulaWeb in modo che si possa verificarne la corrispondenza con gli obiettivi formativi dell’insegnamento.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Sono suggeriti i testi di appoggio riportati di seguito limitatamente ai contenuti trattati nell’insegnamento:

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

Introduction to synthetic polymers - I.M. Campbell- Oxford Press, 2000 – 2nd edition.

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.

Indicazioni specifiche sulla bibliografia di riferimento in merito al programma svolto saranno fornite dalla docente all’inizio delle lezioni.

Materiale supplettivo è fornito a richiesta in caso di presenza di DSA o di frequenza parziale per motivi di lavoro.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

L’insegnamento si tiene nel corso del primo semestre; l’orario delle lezioni è reperibile al seguente indirizzo:

https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

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

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame si compone di una prova scritta e di una prova orale condotte da due docenti (tra i quali la docente titolare dell’insegnamento).

Nel corso dell’anno solare sono fissati sette appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali stabilite dal Manifesto degli Studi e dal Regolamento del Corso di Studio dei CdS coinvolti. Appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati saranno concessi solo a chi è fuori corso.

L’esame si articola in una prova scritta e in una prova orale, entrambe condotte da due docenti, tra cui la docente titolare dell’insegnamento.

Nel corso dell’anno sono previsti sette appelli ufficiali, distribuiti nelle finestre temporali definite dal Manifesto degli Studi e dal Regolamento dei Corsi di Studio interessati. Appelli straordinari al di fuori di tali periodi sono riservati esclusivamente a studenti non in corso.

La prova scritta è suddivisa in due parti, il cui contributo alla valutazione finale in trentesimi è indicato di seguito:

• una prima parte, relativa all’interpretazione e discussione di dati sperimentali derivanti dalla caratterizzazione di materiali polimerici (fino a 14/30);
• una seconda parte, costituita da un test con quattro quesiti, a risposta multipla e/o aperta, su argomenti distinti del programma (fino a 10/30).

Il contenuto della prova scritta è differenziato in funzione dei CFU previsti dal piano di studio.

La prova orale, con un punteggio massimo di 6/30, è modulata in base ai CFU:

• per l’insegnamento da 6 CFU, consiste nella discussione delle relazioni di laboratorio (fino a 3/30) e in una domanda sulla correlazione struttura-proprietà proprietà di una classe di polimeri o di uno specifico polimero (fino a 3/30);
• per l’insegnamento da 4 CFU, consiste in due domande sulla correlazione struttura-proprietà di una classe di polimeri o di uno specifico polimero (fino a 6/30).

L’accesso alla prova orale è consentito con un punteggio nella prova scritta pari o superiore a 12/30; con un punteggio pari o superiore a 18/30, la prova orale è facoltativa.

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) possono richiedere adattamenti in sede d'esame. È necessario 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 (https://rubrica.unige.it/strutture/struttura/100111). Successivamente, con significativo anticipo (almeno 7 giorni) rispetto alla data di esame occorre compilare l’apposito modulo online (https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back).

Per ulteriori informazioni in merito, gli studenti con certificazione di disabilità o DSA, registrata presso l’Università, sono invitati a contattare via e-mail la docente in carica e il referente per la disabilità della Scuola di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali, prof. Sergio Di Domizio ((sergio.didomizio@unige.it).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova d’esame è finalizzata a verificare il conseguimento degli obiettivi formativi dell’insegnamento, con particolare riferimento alla capacità di:

• correlare le proprietà dei materiali polimerici alla loro composizione e struttura;
• integrare e confrontare le informazioni ottenute mediante le principali tecniche di caratterizzazione trattate nel corso.

L’esame consente inoltre di valutare il livello di comprensione degli argomenti affrontati e l’adeguatezza della terminologia scientifica utilizzata nell’esposizione.

In caso di mancato raggiungimento degli obiettivi formativi, è consigliato un approfondimento individuale dei contenuti, anche mediante confronto con la docente, prima della ripetizione della prova d’esame.

ALTRE INFORMAZIONI

Rivolgersi alla docente per ulteriori informazioni non comprese nella scheda di insegnamento.