57645 - STRUTTURA E PROPRIETA' DEI POLIMERI

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.

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. I 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:

• 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:

• Polimeri amorfi e semicristallini.
• Conformazione delle macromolecole e orientazione molecolare;
• Temperatura di transizione vetrosa;
• Processi di cristallizzazione, cristallinità e temperatura di fusione;

    3. Proprietà meccaniche dei polimeri allo stato solido:

• Diagrammi sforzo-deformazione;
• Modulo di Young;
• Proprietà meccaniche dei termoplastici.
• Determinazione delle proprietà meccaniche di solidi amorfi e parzialmente cristallini.

    4. Polimeri termoplastici:

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

    5. Gli elastomeri:

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

    6. Fibre polimeriche:

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

    7. Polimeri termoindurenti:

• 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.

    8. Additivazione di materiali polimerici:

• Stabilizzanti, plastificanti, cariche e altri additivi funzionali.

   9. Compositi a matrice polimerica:

• 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.

   10. Polimeri sostenibili:

• 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.

   11. Correlazione struttura-proprietà nei materiali polimerici:

• Ripasso delle varie classi di materiali con approfondimento delle correlazioni struttura-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 e valutazione 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