57645 - STRUTTURA E PROPRIETA' DEI POLIMERI

Scheda insegnamento

  • Docente Tiziana Benelli

  • Crediti formativi 4

  • SSD CHIM/04

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza

  • Lingua di insegnamento Italiano

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Consumo e produzione responsabili

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente ha competenze sulle relazioni struttura-proprietà sia dei materiali polimerici strutturali sia di quelli funzionali. In particolare, ha acquisito conoscenze sulle principali proprietà chimico-fisiche, termiche e meccaniche in funzione delle caratteristiche molecolari delle macromolecole ed è in grado di progettare manufatti di natura polimerica in funzione della loro specifica applicazione.

Programma/Contenuti

Prerequisiti:

Lo studente che accede a questo insegnamento deve aver acquisito una buona preparazione nell’ambito dei fondamenti della chimica dei polimeri che comprendono i metodi di sintesi e le principali proprietà delle macromolecole. Deve inoltre conoscere le principali tecniche di lavorazione dei materiali polimerici di uso commerciale. Queste competenze vengono fornite all’interno del corso di Scienza dei Polimeri con Laboratorio (67067, 10cfu) e verranno brevemente rivisitate all’inizio del corso.

Programma:

  1. Struttura delle macromolecole (4h):
  • Introduzione al mondo della plastica;
  • Breve storia dei polimeri: dalla gomma vulcanizzata ai giorni d’oggi;
  • Produzione e consumo dei materiali polimerici;
  • Esempi di utilizzo della plastica in settori all’avanguardia;
  • Cenni di economia circolare e di riciclo dei materiali polimerici;
  • Polimeri: costituzione, configurazione, conformazione; polimerizzazione a stadi e a catena.

    2. Polimeri allo stato solido (4h):

  • Polimeri amorfi e semicristallini.
  • Conformazione delle macromolecole e orientazione molecolare;
  • Temperatura di transizione vetrosa;
  • Processi di cristallizzazione, cristallinità e temperatura di fusione;
  • Determinazione delle proprietà meccaniche di solidi amorfi e parzialmente cristallini.

    3. Proprietà meccaniche dei polimeri allo stato solido (3h):

  • Diagrammi sforzo-deformazione;
  • Modulo di Young;
  • Proprietà meccaniche dei termoplastici.

    4. Polimeri termoplastici (3h):

  • Comportamento viscoelastico dei polimeri;
  • Fenomeni di creep e di rilassamento degli sforzi;
  • Principio di sovrapposizione tempo-temperatura.

    5. Gli elastomeri (2h):

  • Requisiti strutturali;
  • Gomme naturali, gomme sintetiche ed elastomeri termoplastici.

    6. Leghe polimeriche (2h):

  • Miscibilità dei polimeri;
  • Morfologia e proprietà.

    7. Fibre polimeriche (3h):

  • Requisiti strutturali;
  • Metodi difilatura;
  • Fibre naturali: proprietà e lavorazione;
  • Fibre artificiali: proprietà e lavorazione;
  • Fibre sintetiche: proprietà e lavorazione.

    8. Polimeri termoindurenti (3h):

  • Processo di reticolazione;
  • Gel point e vitrificazione;
  • Cinetiche di reticolazione di resine termoindurenti;
  • Esempi di resine termoindurenti e loro proprietà: resine epossidiche, poliestere e vinil estere.

    9. Additivazione di materiali polimerici (2h):

  • Stabilizzanti, plastificanti, cariche e altri additivi funzionali.

   10. Compositi a matrice polimerica (4h):

  • Matrici polimeriche termoindurenti e termoplastiche;
  • Tipo di rinforzi: particellare e fibroso;
  • Proprietà dei compositi;
  • Metodi di formatura di materiali compositi a stampo aperto e chiuso.

   11. Polimeri sostenibili (3h):

  • Concetto di sviluppo sostenibile;
  • Green chemistry;
  • Concetto di Bio-Plastica;
  • Polimeri biodegradabili;
  • Polimeri da fonte rinnovabile;
  • Degradazione e compostaggio dei materiali polimerici;
  • Riciclo dei materiali polimerici;
  • Esempi di bio-polimeri: PLA e PHA.

   12. Correlazione struttura-proprietà nei materiali polimerici (3h):

  • Ripasso delle varie classi di materiali con approfondimento delle correlazioni struttur-proprietà.

Testi/Bibliografia

AIM - Fondamenti di Scienza dei Polimeri, Pacini Editore, 2003, Pisa

AIM - Fondamenti di struttura, proprietà e tecnologia dei polimeri, Edizioni Nuova Cultura, 2012, Roma

N.G. McCrum, C.P. Buckley, C.B. Bucknall - Principles of Polymer Engineering, Oxford Science Publications, second edition, 1997

Il materiale didattico sarà scaricabile dalla piattaforma IOL; la password verrà fornita a tutti gli studenti iscritti al corso.

Metodi didattici

Il corso è costituito da lezioni frontali, coadiuvate da presentazioni in Power Point. Si consiglia la frequenza delle lezioni frontali per facilitare l'apprendimento.

Gli studenti con DSA o Disabilità possono contattare il Servizio Studenti con Disabilità e DSA dell’Università di Bologna (http://www.studentidisabili.unibo.it/) e il referente del Dipartimento (giorgio.bencivenni2@unibo.it) o il docente del corso per concordare le modalità più adatte per consultare il materiale didattico e accedere alle aule per le lezioni frontali.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame orale, da sostenere dopo il termine del corso, che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese.

La prova d’esame mira a verificare il raggiungimento dei seguenti obiettivi didattici:

- Conoscenza delle principali proprietà delle varie classi di materiali polimerici;

- Conoscenza e comprensione delle correlazioni proprietà-struttura delle macromolecole;

- Conoscenza dei principali polimeri di interesse industriale e delle loro possibilità applicative, valutate in funzione delle loro proprietà.

Si suggerisce agli studenti con disabilità o DSA di richiedere supporto almeno 15 giorni prima della data d’appello, attraverso la mail istituzionale, mandando una mail al docente e mettendo in copia il Servizio Studenti con Disabilità e DSA dell’Università di Bologna (http://www.studentidisabili.unibo.it/). Ciò cosentirà di preparare al meglio la prova d'esame.

Strumenti a supporto della didattica

Presentazione power point.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Tiziana Benelli