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Chimica e Tecnologia dei Polimeri con laboratorio

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Polymer Chemistry and Technology with Laboratory

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Anno accademico 2017/2018

Codice dell'attività didattica
MFN0661
Docenti
Prof. Maria Paola Luda (Titolare del corso)
Prof. Francesco Trotta (Titolare del corso)
Corso di studi
Scienza e Tecnologia dei Materiali
Anno
2° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
8
SSD dell'attività didattica
CHIM/04 - chimica industriale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Frequenza alle lezioni facoltativa. Frequenza al laboratorio obbligatoria
Tipologia d'esame
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 of organic chemistry
-nomenclature,
-main compounds(alkanes alkenes, acids and their derivatives, amines, alcohols, phenols, aromantics, epoxides, isocyanates) and their main eactions
-radicals, carbocations e carbanions
Basics of Physical chemistry
- state functions
-kinetics: reaction order, rate constants
Basics of matematics and staistics
-integrals e derivatives
-probability, average values
Propedeutico a
Corsi sui polimeri nelle lauree magistrali.
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Sommario del corso

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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 studenti una conoscenza sufficiente sulle sintesi,  tecnologie di processo, uso e sviluppo di tecniche di caratterizzazione di materiali polimerici ed in particolare  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 particulare  the relationship between polymer's  structure/morphology  and their chemical, thermal, electrical optical and mechanical properties.

 

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà essere in grado riconoscere le principali proprietà dei  polimeri, dei compositi a matrice polimerica e dei sistemi elastomerici. Dovrà inoltre essere capace di mettere in relazione  le proprietà con la struttura e la morfologia di tali materiali, anche con l'obiettivo di introdurvi modificazioni o progettare ex novo materiali polimerici dotati delle caratteristiche volute.

Dovrà avere acquisito le nozioni fondamentali dei processi di polimerizzazione  e di trasformazionr dei vari sistemi polimerici ed  delle loro peculiarità in relazione ai materiali ottenuti.

Con le esercitazioni di laboratorio lo studente dovrà acquisire familiarità  con i sistemi polimerici e con le loro principali proprietà. Dovrà infine saper utilizzare correttamente le principali tecniche di caratterizzazione dei sistemi polimerici .

At the end of this course, the students are expected to know the main physical and chemical properties of polymers, composites and elastomers. With the aim of design new materials with selected properties, the students  have  to understand the relationship between the final performances and the structure/morphology.

the students are also expected to know fundamental of polymerizationand of processinf of polymer systems and how these processes can control the final properties.

Lab experiences are designed for the students to be familiar with different polymers and their different properties. Student will learn about  the main polymer characterization techniques and become skilled on results interpretation.

 

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Modalità di insegnamento

Tipologia insegnamento

  • lezioni frontali e esercitazioni di laboratorio
  • Ore di lezione frontale 56
  • Ore di laboratorio 16

Frequenza

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria ma consigliata. La frequenza al laboratorio è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste. Il laboratorio si considera frequentato con la consegna delle due relazioni entro la prima sessione d'esame, anche per coloro che sosterranno l'esame nelle sessioni successive.

Lectures: 56 hours

Laboratory, 16 hours

 Attendance is optional for the classroom lessons; mandatory for the lab.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in un colloquio orale di 30-45 minuti  in cui verrà:

-accertata la conoscenza delle strutture dei principali polimeri e dei monomeri  coinvolti nella loro polimerizzazione .

-Per valutare la capacità di sintesi e di esposizione lo studente verrà prima invitato ad esporre criticamente un argomento a sua scelta tra quelli dell'insegnamento  e successivamente un argomento a scelta del docente. 

Infine nella determinazione del voto finale verranno considerate  le attività svolte in laboratorio e documentate  una relazione scritta, consegnata entro la prima sessione d'esame successiva al termine del corso anche per chi sosterrà l'esame nelle sessioni successive.

L'esame finale dovrà essere sostenuto entro 3 a. a. dalla frequenza del laboratorio (es lab frequentato nel 2017/2018 valido fino a tutti gli appelli dell'a.a 2019/20).

 

35-45 min oral interview consisting in three questions:

1st about monomers/polymers chemical structure knowledge

2nd about a topic (discussed in the course) selected by the students

3rd about a topic (discussed in the course) selected by the teacher

eventually, the written report about laboratory activities will be discussed.

Report must be delivered by the deadline indicated by the teacher

Lab frequence is valid for three academic years (i.e lab in 2017/18, exam up to 2019/20)

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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.
-Elementi di sintesi dei polimeri. Polimerizzazioni a stadi e a catena. Processi di polimerizzazione: in massa, in soluzione, in sospensione, in emulsione.
-Pesi molecolari medi e distribuzioni dei pesi molecolari. metodo
viscosimetrico, 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. Elastomeri e vulcanizzazione. Forme
cristalline. Fattori strutturali che determinano la cristallinità.
-Cenni sulle 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.
-Gli additivi nei materiali polimerici. Stabilizzazione di materiali polimerici.
-I compositi e gli elastomeri
-Esperienze di laboratorio:misure di densità, solubilità, viscosità.
comportamento meccanico a temperatura ambiente, comportamento alla
fiamma. Spettroscopia infrarossa. Transizioni termiche e stabilità termica
dei materiali polimerici madiante DSC e TGA.

 

-Introduction, historical and economical overview of polymer science and
technology
-Polymer definition and classification. Structure, nomenclature,
microstructure (linear branched crosslinked polymers, stereo and
geometrical isomery, conformational analysis.
-Synthesis of polymer: chain and step grow reactions. Bulk
polymerization, suspension emulsion and solution polymerization .
-Molecular weight and molecular weight distribution and their
determination, viscometry and technological tests), Size exclusion
chromatography (SEC).
-Solid state of polymers. Amorphous and crystalline polymers, glass
transition, melting temperature, polymers in the rubbery state,
vulcanization. Crystallinity and molecular structure.
-Overview on optical, elelctrical 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. Reactivity and stability, Polymer stabilization.
--Polymer composites and elastomers
-Experimental: density, solubility, viscosity, mechanical properties at room
temperatures, combustion. Infrared spectroscopy, thermal stability by
TGA and thermal transitions,crosslinking by DSC.

 

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Testi consigliati e bibliografia

Copia slides proiettate a lezione (sul sito del corso, è necessaria la presenza alle lezioni teoriche)
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 sciene and engineering"
Hans-Georg Elias "An introduction to Plastics" 2nd ed. 2003 Wiley-VCH Weinheim
http://www.pslc.ws/macrog/index.htm sito web:

 

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:

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Orario lezioni

Lezioni: dal 05/03/2018 al 08/06/2018

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

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Ultimo aggiornamento: 23/04/2018 13:02
Location: https://stmateriali.campusnet.unito.it/robots.html
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