66694 - FONDAMENTI DI SCIENZA DEI POLIMERI CON LABORATORIO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente ha competenze di base relative alla scienza dei polimeri. Tale obiettivo viene raggiunto attraverso lo studio delle principali vie di preparazione dei polimeri e di alcune delle loro proprietà fondamentali. Il laboratorio integra le lezioni del corso istituzionale mostrando nella pratica come i polimeri vengono preparati, analizzati e quelle che sono le loro proprietà.

Contenuti

Prerequisiti: lo studente che accede a questo insegnamento è in possesso dei fondamenti della chimica organica, ha conoscenza delle tecniche di sintesi e di laboratorio e delle proprietà allo stato solido dei materiali.

Il programma del corso è articolato secondo i seguenti argomenti:

 

Introduzione alla chimica delle macromolecole

Omopolimeri e copolimeri, configurazione e stereregolarità, conformazione di macromolecole,  processi di polimerizzazione, pesi molecolari e loro distribuzione, relazioni struttura - proprietà. 

 

Polimerizzazione a stadi

Aspetti termodinamici e cinetici delle reazioni di polimerizzazione a stadi, effetto delle variabili sperimentali nelle policondensazioni, esempi di reazioni di polimerizzazione a stadi.

 

Polimerizzazione a catena

Aspetti termodinamici e cinetici della polimerizzazione radicalica, tecniche di polimerizzazione radicalica, polimerizzazione cationica, polimerizzazione anionica, esempi industriali di polimerizzazioni a catena.

 

Copolimeri

Classificazione dei copolimeri, definizione dei rapporti di reattività e loro significato, sintesi di copolimeri.

 

Cristallinità  di polimeri

Cristallizzazione di polimeri dal fuso e da soluzione, grado di cristallinità e sua determinazione sperimentale, effetti della cristallinità sulle proprietà termiche e meccaniche del materiale finale.

 

Pesi molecolari

Determinazione di pesi molecolari, cromatografia ad esclusione sterica, altri metodi per la determinazione di pesi molecolari. Effetti del peso molecolare medio sulle caratteristiche dei polimeri.

 

Temperatura di transizione vetrosa

Definizione di temperatura di transizione vetrosa, fattori interni ed esterni che influenzano il valore di Tg, determinazione del valore della temperatura di transizione vetrosa.

 

Recupero e riciclo dei materiali polimerici

Degradazione termica e chimica di polimeri, tecniche di depolimerizzazione, riciclo di polimeri, compatibilizzazione, incenerimento e recupero energetico. Effetto dell'aggiunta di additivi (antiossidanti, stabilizzanti termici, cariche).

 

Laboratorio

 In laboratorio verranno eseguite una serie di esperienze aventi come soggetto:

- Separazione di polimeri utilizzando la loro densità; 

- Sintesi di polimeri per poliaddizione radicalica (polistirene) con un processo in emulsione acquosa; 

- Sintesi di polimeri per poliaddizione anionica in massa (Nylon 6) e per policondensazione interfacciale (Nylon 6,10);

- Analisi e identificazione di fibre tessili commerciali;

- Funzionalizzazione di polimeri: preparazione di una resina a scambio ionico.

Il numero di esperienze pratiche dipenderà dalla numerosità degli studenti e dalla capienza del laboratorio al fine di operare in condizioni di sicurezza.

La partecipazione alle esperienze pratiche è obbligatoria.

Per assolvere l’obbligo di frequenza è necessario frequentare almeno il 75% delle esperienze pratiche previste per la parte di laboratorio. La frequenza verrà accertata mediante firma di un foglio delle presenze sia all’inizio che al termine di ogni esperienza di laboratorio.

La conoscenza delle esperienze di laboratorio fa parte integrante del colloquio d'esame.

 

 

Testi/Bibliografia

 

Dispense del docente e file di PowerPoint.

Testi consigliati per approfondimenti:

- Associazione Italiana di Scienza e Tecnologia delle Macromolecole, Fondamenti di Scienza dei Polimeri, Pacini editore (1998)

- Elisabetta Princi, Sintesi di Polimeri, Testi AIM, Edizioni Nuova Cultura (Roma) (2012)

- S. Bruckner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia, Scienza e Tecnologia dei Materiali Polimerici , Edises editore (2001)

- Recycling of Polymers: Methods, Characterization and Applications
Editor(s):Raju Francis
First published:7 October 2016
Print ISBN:9783527338481 Online ISBN:9783527689002 DOI:10.1002/9783527689002

Metodi didattici

Il corso è costituito da lezioni frontali tenute in aula ed è integrato dalle esercitazioni in aula del corrispondente corso di laboratorio. La parte laboratoriale (obbligatoria) prevede esperienze pratiche in un labooratorio di chimica focalizzate sulle tematiche trattate a lezione.
La frequenza al corso di laboratorio è obbligatoria per il superamento dell'esame.

 

“In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento di tutti gli studenti dei moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio] e la partecipazione al modulo 3 di formazione specifica sulla sicurezza e salute nei luoghi di studio. Indicazioni su date e modalità di frequenza del modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.”

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova finale consiste in un esame orale.

Durante tale prova verranno verificate le conoscenze relative sia alla parte istituzionale del corso che a quella di laboratorio,

La partecipazione alle esperienze di laboratorio è obbligatoria per il superamento dell'esame.

Strumenti a supporto della didattica

Il docente utilizza a lezione la videoproiezione di un una presentazione Powerpoint che gli studenti possono scaricare direttamente dalla biblioteca digitale di Ateneo.

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 Massimiliano Lanzi