93772 - FUNDAMENTALS OF INDUSTRIAL CHEMISTRY AND POLYMERS

Scheda insegnamento

SDGs

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

Salute e benessere Istruzione di qualità Energia pulita e accessibile Consumo e produzione responsabili

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course the students will be able to compare different industrial processes in term of efficiency (energy and material efficiency) by using Green Metrics and by following the Green Chemistry principles. In this way, several examples of commercial processes will be discussed. Moreover, the definition and the development of an integrated biorefinery as a way in order to increase the sustainability of the industrial chemistry production will be discussed in detail. Finally, the crucial role of catalysis as driving force for innovation will be underlined. At the same time the student will be able to manage the fundamentals of polymer science, both in terms of synthetic approaches and of structure-properties relationship. Basic principles of polymerization will be explained together with the main industrial implication in terms of macromolecular thermal and mechanical performances obtained

Contenuti

Pre-requisiti

Nozioni di termodinamica, per comprendere il concetto di equilibrio applicato alle reazioni condotte in reattori industriali. Nozioni di cinetica, per comprendere i concetti di velocità di reazione applicata alle reazioni condotte in reattori industriali, e per comprendere il significato delle grandezze resa, selettività, conversione, in presenza di schemi di reazione complessi.

Nozioni di base di chimica organica per razionalizzare la reattività delle classi di composti e dei principali gruppi funzionali nei principali processi industriali illustrati.

Nozioni di base di chimica generale ed inorganica per razionalizzare il comportamento e le proprietà dei principali catalizzatori omogenei o eterogenei.

Capacità di bilanciare reazioni chimiche.

Contenuti

- Industria chimica e chimica industriale. Struttura dell’industria chimica: chimica di base, intermedia primaria e derivata, chimica fine e chimica delle specialità. Tecnologie di produzione di reagenti primari per l’industria chimica da differenti materie prime: carbone, petrolio, gas naturale e fonti rinnovabili. Concetto di bioraffineria.

-Concetti di conversione, resa, selettività e produttività applicata ai processi chimici. Accenni sugli aspetti economici dell’industria chimica.

- Il fenomeno catalico, concetti di base. Ruolo della catalisi nell’industria chimica: catalizzatori omogenei ed eterogenei. Caratteristiche delle principali classi di reazioni chimiche industriali: ossidazione, deidrogenazione, idrogenazione, alogenazione e reazioni acido base. Esempi di processi industriali

- Rischio e pericolo. Sicurezza dei prodotti e delle reazioni chimiche: infiammabilità ed esplosività; run-away di reazioni esotermiche, schede di sicurezza di sostanze chimiche.

- Creazione di flow-sheets semplificati di processi chimici: struttura entrate-uscite, del riciclo, di separazione di fasi, sistemi di purificazione di liquidi, gas e solidi.

- Introduzione alla chimica delle macromolecole: monomeri, omopolimeri e copolimeri, configurazione e stereoregolarità, conformazione di macromolecole, processi di polimerizzazione, pesi molecolari e loro distribuzione

- I polimeri allo stato solido: fase amorfa e fase cristallina, la transizione vetrosa (Tg) e la fusione/cristallizzazione (Tm/Tc) nei materiali polimerici, metodi di caratterizzazione per la determinazione di Tg e Tm/Tc

- Correlazione proprietà struttura nei polimeri: termopolastici, termoindurenti, elastomeri e fibre: proprietà termiche e termomeccaniche dei materiali polimerici

- I principali polimeri di rilevanza industriale e le loro applicazioni.

Testi/Bibliografia

Articoli scientifici che riguardano argomenti trattati nel corso saranno discussi durante lo svolgimento delle lezioni e forniti agli studenti in quell'occasione.

Metodi didattici

Il corso è costituito da lezioni frontali, coadiuvate da presentazioni in Power Point.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Tipo di verifica: La verifica dell’apprendimento avviene attraverso una Prova finale, finalizzata all’accertamento dell’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese. La prova finale si articola in una prova orale, suddivisa a sua volta in due parti, della durata totale di circa 40 minuti.

Modalità di svolgimento: la prova orale è suddivisa in due parti:

  1. la prima parte consiste in un colloquio sui concetti fondamentali dell’industria chimica e dei processi chimici industriali. L'esito di questa parte concorre per il 50% alla valutazione finale.
  2. la seconda parte consiste in un colloquio per valutare la comprensione dei concetti di base della chimica delle macromolecole e della correlazione fra struttura e proprietà di un polimero con i suoi campi applicativi. L’esito di questa parte concorre per il 50% alla valutazione finale.

Il voto finale, espresso in trentesimi, risulta quindi dalla media pesata dei due contributi sopra detti.

Strumenti a supporto della didattica

Il corso si basa su lezioni frontali supportate da presentazioni Power Point.
Le slide oggetto della lezione saranno rese disponibili con anticipo agli studenti sulla repository on line Moodle relativa al corso stesso.
Materiale addizionale di consultazione sarà anch’esso reso disponibile sulla piattaforma Moodle.
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 i docenti del corso per concordare le modalità più adatte per consultare il materiale didattico e accedere alle aule per le lezioni frontali.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Tommaso Tabanelli

Consulta il sito web di Laura Mazzocchetti