98848 - FONDAMENTI DI CHIMICA DEI POLIMERI

Conoscenze e abilità da conseguire

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti una generale comprensione dei polimeri, della loro nomenclatura, della loro classificazione in base alla loro struttura chimica, architettura e comportamento termico. Gli studenti conosceranno i vari meccanismi coinvolti nelle reazioni di polimerizzazione per la produzione di polimeri di interesse industriale e le principali tecniche di determinazione dei pesi molecolari.

Contenuti

Pre-requisiti

Conoscenze di base di chimica organica, chimica generale e di chimica fisica. In particolare, si consiglia di avere ben chiari i concetti di legame chimico e loro formazione, strutture di risonanza, reazioni tra radicali e doppi legami, reazioni di formazione di esteri ed ammidi.

 

Introduzione ai materiali polimerici ed alla chimica delle macromolecole

Generalità sui materiali polimerici e panoramica dei possibili campi d’applicazione. Definizione di polimero, classificazione dei polimeri in base a meccanismi di polimerizzazione, struttura, proprietà termiche. Omopolimeri e copolimeri, configurazione e stereregolarità, conformazione di macromolecole, processi di polimerizzazione, reticolazione, pesi molecolari e loro distribuzione, relazioni struttura-proprietà. Accenni alla formatura dei materiali polimerici ed al loro riciclo.

 

Polimerizzazione a stadi

Reazioni di polimerizzazione a stadi con esempi. Principali materiali ottenuti per polimerizzazione a stadi (poliesteri, poliammidi, policarbonati, poliuretani, resine fenoliche).

 

Polimerizzazione a catena

Reazioni di polimerizzazione a catena (poliaddizione) con esempi. Verranno illustrate le polimerizzazioni radicalica, ionica (anionica e cationica), cenni di polimerizzazione anionica coordinata. Principali materiali ottenuti per polimerizzazione a catena (polimeri vinilici).

 

Polimeri amorfi e semicristallini, termoplastici e termoindurenti

Classificazione dei polimeri in base alle proprietà termiche e definizione di polimeri termoplastici e termoindurenti. Polimeri amorfi e semicristallini, requisiti per lo sviluppo di cristallinità. Definizione di transizione vetrosa e parametri interni ed esterni che influenzano la Tg. Accenno alle tecniche di caratterizzazione termica (analisi termogravimetrica, TGA, e di calorimetria differenziale a scansione, DSC), grado di cristallinità e di reticolazione.

 

Proprietà meccaniche dei polimeri

Valutazione delle proprietà meccaniche dei materiali polimerici, con particolare riferimento alla prova di trazione. Accenno ai principali fattori che influenzano le proprietà meccaniche dei polimeri.

 

Formatura dei polimeri

Tecniche di formatura dei polimeri, tra cui estrusione, stampaggio ad iniezione, stampaggio per soffiatura, calandratura. Verranno illustrati esempi caratteristici di formatura di polimeri termoplastici per la produzione dei più comuni manufatti in materiale polimerico, oltre ad un accenno alla lavorazione di materiali termoindurenti.

 

Riciclo di materiali polimerici

Tipologie di riciclo: meccanico (riciclo primario e secondario), chimico (riciclo terziario) e per combustione (“riciclo” quaternario). Esempi di riciclo di termoplastici e termoindurenti (compositi a matrice termoindurente, gomme vulcanizzate).

 

Principali polimeri commerciali

Verranno illustrati i principali polimeri d’interesse industriale e relativi campi d’applicazione. Presentazione di alcuni esempi di processi di polimerizzazione effettuati industrialmente.

 

 

L'insegnamento partecipa al progetto di innovazione didattica dell'Ateneo.

 

Gli argomenti trattati in questo corso verranno integrati da una parte sperimentale svolta all'interno del corso "Laboratorio di Fondamenti di Chimica dei Polimeri"

Testi/Bibliografia

- 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)

Metodi didattici

Il corso è costituito da lezioni frontali tenute in aula con l’ausilio di diapositive proiettate a schermo ed altro materiale utile (ad es. brevi filmati). Durante le lezioni, eventuali interventi da parte degli studenti sono sempre ben accetti ed utili all’apprendimento e all’approfondimento degli argomenti trattati. Al termine delle lezioni teoriche, è prevista una “lezione” di ripasso con esercitazioni.

 

IMPORTANTE: Sebbene la frequenza non sia obbligatoria, si raccomanda la massima partecipazione alle lezioni frontali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di verifica ha lo scopo di accertare il livello raggiunto per gli obiettivi indicati nella sezione “Conoscenze e abilità da conseguire".

La prova finale consiste in un esame orale durante il quale verranno verificate le conoscenze acquisite nel corso. Lo studente, a propria discrezione, può proporre un argomento particolare sul quale iniziare la verifica; resta ben inteso che il docente farà anche altre domande riguardanti argomenti differenti da quanto eventualmente proposto dallo studente.

Gli studenti disabili possono richiedere un opportuno supporto almeno 15 giorni prima della data d’appello, per consentirci di preparare al meglio l’esame.

Strumenti a supporto della didattica

ll docente utilizza a lezione la videoproiezione di un una presentazione PowerPoint che gli studenti possono scaricare direttamente da Virtuale, unitamente agli altri materiali didattici messi a disposizione (es. video).

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 Emanuele Maccaferri