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Oggetto:
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Chimica e Tecnologia dei Polimeri con laboratorio

Oggetto:

Polymer Chemistry and Technology with Laboratory

Oggetto:

Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MFN0661
Docenti
Federico Cesano (Titolare)
Valentina Brunella (Titolare)
Corso di studio
Scienza e Tecnologia dei Materiali [008716]
Anno
2° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
CHIM/04 - chimica industriale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti

Elementi base di chimica organica:
-nomenclatura,
-principali composti (alcani, alcheni, acidi e derivati degli acidi, amine, alcoli, fenoli, composti aromantici, epossidi, isocianati) e le loro reazioni
-radicali, carbocationi e carbanoni Elementi base di chimica fisica
Funzioni di stato, cinetica: ordine delle reazioni, costati di velocità Elementi base di matematica e di statistica, integrali e derivate,
probabilità, medie.


Basics on organic chemistry:
-nomenclature,
-main products (alkanes, alkenes, acids and their derivatives, amines, alcohols, phenols, aromatics, epoxy, isocyanates) and their reactions
-radicals, carbocations e carbanions
Basics on physical chemistry: state functions, kinetics
Basics on mathematics and statistics: integrals and derivatives, probability, statistical averages
Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

In accordo con gli obiettivi del Corso di laurea lo scopo di questo insegnamento è quello di fornire agli/alle studenti/studentesse una conoscenza sufficiente sulle sintesi, tecnologie di processo, uso e sviluppo di tecniche di caratterizzazione di materiali polimerici ed in particolare conoscenze sulla struttura e morfologia di tali materiali in relazione alle loro proprietà chimiche, termiche, ottiche, elettriche, meccaniche.

 

According to the bachelor course objectives, the purpose of this course is to introduce synthesis, technological processes, use and characterization techniques of polymer materials and in particular the relationship between polymer's structure/morphology and their chemical, thermal, electrical optical and mechanical properties.

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE Acquisire conoscenze teoriche e operative relative alla chimica e alle proprietà dei materiali polimerici; mettere in relazione  le proprietà con la struttura e la morfologia di tali materiali,

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Acquisire la capacità di applicare le conoscenze teoriche relative alla chimica e alle proprietà dei materiali polimerici, anche nell'ottica scegliere, modificare o progettare materiali polimerici dotati delle caratteristiche volute

AUTONOMIA DI GIUDIZIO Acquisire una consapevole autonomia di giudizio con riferimento a valutazione e interpretazione di dati sperimentali.

ABILITÀ COMUNICATIVE Acquisire competenze e strumenti per la comunicazione nella forma scritta e orale, unitamente all'utilizzo di linguaggi grafici e formali; essere in grado di relazionarsi, anche in lingua inglese con gli operatori del settore

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO Acquisire capacità autonome di apprendimento dalla letteratura specifica e capacità di autovalutazione della propria preparazione

 

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquire theoretical and operational knowledge related to the chemistry and properties of polymeric materials; relate the properties to the structure and morphology of these materials,

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquire the ability to apply theoretical knowledge relating to the chemistry and properties of polymeric materials, also in view of choosing, modifying or designing polymeric materials with the desired characteristics

MAKING JUDGMENTS  Acquire conscious independence of judgment with reference to the evaluation and interpretation of experimental data.

COMMUNICATION SKILLS Acquire skills and tools for written and oral communication, together with the use of graphic and formal languages. Being able to relate, even in English, with operators in the sector

LEARNING SKILLS Acquire independent learning skills from the specific literature and self-assessment skills of one's preparation

 

Oggetto:

Programma

-Introduzione ai materiali polimerici: cenni storici, aspetti economici. -Definizione di polimero e classificazioni. Struttura e nomenclatura dei polimeri. Microstruttura: polimeri lineari, ramificati, reticolati; omopolimeri e copolimeri; isomerie di sequenza e geometriche, stereoisomerie; analisi conformazionale delle molecole organiche. Pesi molecolari medi e distribuzioni dei pesi molecolari. Misura dei pesi molecolari: titolazione gruppi terminali, osmometria, metodi viscosimetrici, test tecnologici, cromatografia di esclusione dimensionale (SEC).

-Organizzazione dei polimeri allo stato solido. Polimeri amorfi e semicristallini. Temperatura di transizione vetrosa. Temperatura di fusione. Lo stato gommoso. Forme cristalline. Fattori strutturali che determinano la cristallinità. - Proprietà ottiche, elettriche, termiche, meccaniche dei polimeri. Solubilità dei sistemi polimerici - Flusso viscoso dei polimeri. Comportamento newtoniano e pseudoplastico. Processi di trasformazione: stampaggio, estrusione, soffiatura, calandratura. - Additivi per i materiali polimerici. Elementi di sintesi dei polimeri. cenni su polimerizzazioni a stadi e a catena. Processi di polimerizzazione: in massa, in soluzione, in sospensione, in emulsione.

- Esperienze di laboratorio: misure di densità, solubilità, comportamento meccanico e termico. Spettroscopia infrarossa. Transizioni termiche e stabilità termica dei materiali polimerici mediante DSC e TGA.  

 

-Introduction, a historical and economical overview of polymer science and technology -Polymer definition and classification. Structure, nomenclature, microstructure (linear branched crosslinked polymers, stereo and geometrical isomerism, conformational analysis. -Molecular weight and molecular weight distribution and their determination, end group titration, osmometry, viscometry and technological tests), Size exclusion chromatography (SEC). -Solid state of polymers. Amorphous and crystalline polymers, glass transition, melting temperature. Crystallinity and molecular structure. - Optical, electrical and thermal properties of polymers. Polymer solutions. Mechanical properties of polymers, stress/strain curves, viscoelasticity and fracture -Viscous flow in polymers, Newtonian pseudoplastic behaviour. -Processing: molding, extrusion, blow molding calendering. -Additives. Basics of synthesis of polymer: chain and step grow reactions. Bulk polymerization, suspension emulsion and solution polymerization.Polymeric composites.

Experimental: density, solubility,  mechanical and thermal properties. Infrared spectroscopy, thermal stability thermal transitions and crosslinking by TGA and DSC.

 

 

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Modalità di insegnamento

Tipologia insegnamento

  • lezioni frontali e esercitazioni di laboratorio
  • Ore di lezione frontale 56, frequenza opzionale ma consigliata, frequenza obbligatoria per la lezione introduttiva al laboratorio
  • Ore di laboratorio 16, frequenza obbligatoria

 

Frequenza: opzionale ma consigliata per le lezioni teoriche, obbligatoria per il laboratorio e la lezione introduttiva al laboratorio. Il materiale didattico (copia delle slides presentate a lezione, con commenti, test e compiti da svolgere opzionalmente) verrà messo a disposizione degli/delle studenti/studentesse sulla piattaforma moodle durante l'insegnamento
Il laboratorio è erogato in presenza. Gli/le studenti forniranno ai/alle docenti il quaderno di laboratorio e/o un report (un elaborato oppure delle schede compilate) che dettagliano esecuzione, commenti e osservazioni degli esperimenti pratici eseguiti. La produzione del quaderno di laboratorio e della relazione, la cui consegna deve avvenire durante/immediatamente dopo il laboratorio o comunque quando indicato dal/dalla docente, spetta ad ogni singolo/a studente.

Pagina web del CdL:  https://stmateriali.campusnet.unito.it/

 

Teaching type:

  • Face-to-face lectures and laboratory exercises.
  • Frontal lectures: 56 hours, attendance is optional but recommended, attendance is mandatory for the introduction to the laboratory session
  • Laboratory hours: 16, attendance is mandatory

 

Frequency:

Attendance for classroom lectures is optional, but attendance is mandatory for lab activities and lessons dedicated to the introduction to the laboratory. Slides, tests, and homework will be available on the Moodle/Campusnet platforms. The lab is conducted in person. Students must provide their lab workbooks and/or a personal reports detailing the execution, comments, and observations of the performed practical experiments. Each student is responsible for producing the lab workbook and report, which must be submitted during or immediately after the lab.

 

CdL webpage:  https://stmateriali.campusnet.unito.it/

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in un esame scritto (esercizi e/o quiz) e successivamente un colloquio orale, della durata di circa 30 minuti in cui verrà accertata la conoscenza di: polimerizzazione, struttura, caratteristiche stato solido, incluse le proprietà (densità, solubilità, permeabilità, termiche, meccaniche, ottiche, elettriche, termiche e volumetriche), pesi molecolari, caratterizzazione dei polimeri mediante spettroscopia IR e analisi termiche TGA e DSC, additivi, proprietà reologiche e processi di lavorazione.

Gli/Le studenti/studentesse che ripetono l'esame scritto rinunciano automaticamente al punteggio precedentemente ottenuto. Per valutare la capacità di sintesi e di esposizione, durante l'esame orale lo/la studente verrà prima invitato/a ad esporre criticamente un argomento a sua scelta tra quelli dell'insegnamento e successivamente un argomento a scelta del/della docente.

Infine, nella determinazione del voto finale verranno considerate le attività svolte nel laboratorio come documentato dal quaderno di laboratorio e dall’elaborato (relazione, report) consegnati al/alla docente. Il contributo del laboratorio al voto finale è compreso tra -1 e 3 punti.

L'esame dovrà essere sostenuto entro 3 a. a. dalla frequenza del laboratorio (es. laboratorio frequentato nel 2023/2024 valido fino a tutti gli appelli dell'a.a. 2025/2026).

L'esame sarà effettuato in presenza.

TUTTI gli/le studenti/studentesse che intendono sostenere l'esame sono invitati a presentarsi il giorno e l'ora dell'appello, l'assenza sarà considerata come una rinuncia a sostenere l'esame in quella sessione.

 

The exam, consisting of a written test (exercises, quiz) and an oral discussion for about 30 minutes, will cover a few subjects among the subjects, as follows: polymerisation, structure, solid state characteristics, including properties (density, solubility, permeability, thermal, mechanical, optical, electrical, thermal and volumetric), molecular weights, characterisation of polymers by IR spectroscopy and TGA and DSC thermal analysis, additives, rheological properties and polymer processing.

Students who choose to retake the written examination automatically forfeit their previously recorded score. During the oral exam, designed to evaluate the ability to present and explain, the student will initially be requested to critically describe a topic of their choice from the teaching program, followed by a topic chosen by the teacher.

The activities carried out in the laboratory as documented by students in the lab workbook and/or the report will be assessed in determining the final grade. The contribution to the final grade is between -1 and 3.

The exam consists of a face-to-face interview.

All students are invited to be present on the day and hour of the scheduled exams. If not, they are considered to renounce to give the exam in that session.

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Altro
Titolo:  
slides proiettate a lezione
Descrizione:  
con note
URL:  
Obbligatorio:  
Si


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Scienza e Tecnologia dei Materiali Polimerici
Anno pubblicazione:  
2007
Editore:  
Edises
Autore:  
S. Brückner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Materials science and engineering
Anno pubblicazione:  
2020
Editore:  
Wiley
Autore:  
W.D. Callister Jr.
Capitoli:  
14, 15, e 16 ,17, 18, 19, 21 (parte)
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

Hans-Georg Elias "An introduction to Plastics" 2nd ed. 2003 Wiley-VCH Weinheim
http://www.pslc.ws/macrog/index.htm sito web:

 

Course notes.

S. Brückner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia "Scienza e Tecnologia dei Materiali Polimerici" EdiSES 2nd ed 2007
W.D. Callister Jr "Materials science and engineering"
Hans-Georg Elias "An introduction to Plastics" 2nd ed. 2003 Wiley-VCH Weinheim
http://www.pslc.ws/macrog/index.htmsito web:



Oggetto:

Note

Test di accertamento dei prerequisiti, compiti e quiz sono disponibili sulla piattaforma moodle, discussi durante le lezioni.

Gli/le studenti/esse con DSA o disabilità, sono pregati di prendere visione delle modalità di supporto (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita) e di accoglienza (https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) di Ateneo, ed in particolare delle procedure necessarie per il supporto in sede d’esame (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita/supporto-agli-studenti-con-disabilita-sostenere-gli-esami).

 

Tests, homework, and quizzes are available on the Moodle platform and are discussed during the lectures.

Students with DSA or disabilities are kindly requested to familiarize themselves with the support procedures (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita and https://www.unito.it/accoglienza-studenti-con-disabilita-e-dsa) at the University, especially the necessary procedures for in-exam support (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita/supporto-agli-studenti-con-disabilita-sostenere-gli-esami).

Oggetto:

Orario lezioniV

Lezioni: dal 02/03/2022 al 10/06/2022

Nota: Per l'orario dettagliato consultare la pagina "Orario Lezioni"
http://stmateriali.campusnet.unito.it/do/lezioni.pl

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    06/03/2024 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    29/03/2024 alle ore 23:59
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 06/03/2024 10:33
    Location: https://stmateriali.campusnet.unito.it/robots.html
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