FONDAMENTI DI CHIMICA DEI POLIMERI E LABORATORIOModulo MODULO 2
Anno accademico 2023/2024 - Docente: ANGELO NICOSIARisultati di apprendimento attesi
Il corso si propone di illustrare gli aspetti organizzativi ed attuativi nella progettazione e realizzazione di sintesi polimeriche a catena ed a stadi, sia in fase omogenea che eterogenea.
Dettaglio dei risultati di apprendimento attesi:
-Conoscenza e capacità di comprensione: conoscenza dei principali aspetti chimici e fenomenologici relativi alla sintesi di polimeri e delle correlazioni struttura-proprietà;
-Capacità di applicare conoscenza e comprensione: essere in grado di sviluppare processi di sintesi chimica in relazione alla tipologia dei polimeri da ottenere ed il loro utilizzo, sviluppo delle conoscenze utili all’applicazione di differenti tecniche strumentali/analitiche per la determinazione delle proprietà polimeriche;
-Autonomia di giudizio: consentire la valutazione oggettiva delle proprietà chimico-fisiche dei polimeri correlate sia alle metodologie di preparazione, sia ai campi di applicazione degli stessi;
-Abilità comunicative: sviluppare e/o migliorare le capacità di esporre concetti scientifici, anche complessi, implementando le terminologie tecniche adatte ai materiali polimerici;
-Capacità di apprendimento: Applicare tecniche e modelli teorici per la risoluzione dei problemi della chimica macromolecolare.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Attività sperimentali in laboratorio (6 CFU). Prima dello svolgimento delle esperienze di laboratorio, vengono svolte delle brevi introduzioni teoriche propedeutiche alle esperienze successive.
Tali introduzioni teoriche permettono di verificare la preparazione degli studenti e di approfondire alcune tematiche, propedeuticamente alle attività di laboratorio, così da finalizzare meglio l'apprendimento e migliorare la consapevolezza dello studente nello svolgimento delle esperienze di laboratorio.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze relative alla Chimica Organica, Inorganica ed Analitica.
Frequenza lezioni
La frequenza è obbligatoria.
Contenuti del corso
Purificazione e stabilizzazione dei solventi, dei monomeri e dei catalizzatori impiegati nelle polimerizzazioni.
Sintesi di polimeri mediante meccanismi a catena radicalici e ionici, impiegando processi monofasici e polifasici.
Sintesi di polimeri mediante meccanismi a stadi, tramite processi in massa ed in soluzione. Sintesi di copolimeri a blocchi e statistici. Approcci alla reticolazione ionica di polimeri.
Caratterizzazione dei polimeri sintetizzati: solubilità, viscosità, distribuzione delle masse molecolari, proprietà termiche e spettroscopiche. .
Testi di riferimento
- Dispense delle lezioni
- Macromolecole: Scienza e tecnologia. I e II volume, autori vari, Pacini Editroe
- Fondamenti di Scienza dei Polimeri. AIM, autori vari, Pacini Editore
- Chimica organica industriale: K. Weissermel, H.J. Arpe, Piccin Editore
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Evoluzione del concetto di macromolecola | |
| 2 | Nomenclatura e Analisi costituzionale dei Polimeri | |
| 3 | Relazione struttura-proprietà delle principali classi di materiali polimerici | |
| 4 | Analisi configurazionale: sistemi vinilici, 1,2 vinilidenici e dienici, microtatticità e analisi NMR | |
| 5 | Polimerizzazioni con meccanismo a catena: Radicalica, Anionica e Cationica, Polimerizzazioni coordinative con catalizzatori Ziegler-Natta, ossidi metallici e metalloceni | |
| 6 | Polimerizzazioni per apertura di cicli | |
| 7 | Polimerizzazioni a stadi: polimerizzazione a stadi lineare e a stadi polifunzionale | |
| 8 | Copolimerizzazione | |
| 9 | Processi di produzione dei polimeri e alcuni esempi di preparazione industriale: in massa, in soluzione e polifasiche (in emulsione, in sospensione, interfacciale e in dispersione) | |
| 10 | Cenni sui più usati materiali polimerici: poliolefine, polivinili, polidieni, poliesteri, poliammidi, polieteri, poliuretani, poliimmidi e resine |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Valutazione delle relazioni di laboratorio ed esame orale. Le relazioni di laboratorio vanno consegnate entro il termine massimo di due settimane prima dell'esame.
La verifica dell'apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
-Le domande iniziali saranno volte al commento di eventuali errori commessi nella stesura delle relazioni di laboratorio.
-Il candidato descriva le operazioni preliminari, la strumentazione di laboratorio e le procedure operative necessarie per condurre la sintesi richiesta.-Il candidato descriva e commenti l'approccio teorico e le operazioni matematiche impiegate nel calcolo delle masse molecolari medie durante l'elaborazione dati dei cromatogrammi GPC.
-Il candidato descriva l'approccio viscosimetrico al calcolo delle masse molecolari medie dei polimeri.