Corso di laurea magistrale in Chimica Industriale

Chimica Organica e Chimica Fisica.

Chimica Organica Industriale, Chimica Industriale.

Modulo A. L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire agli studenti conoscenze di base relative ai coloranti ed al loro uso per la realizzazione di materiali funzionali. Saranno sviluppate relazioni fra struttura chimica e proprietà (assorbimento ed emissione della luce normale e polarizzata nel campo del visibile e del vicino infrarosso, colorazione di substrati tessili naturali, artificiali e sintetici, effetto fotoelettrico o proprietà ottiche non lineari) che sono alla base dello sviluppo tecnologico nel settore industriale dei coloranti. Le conoscenze di base acquisite nel campo dei coloranti consentiranno agli studenti di redigere e valutare le schede tecniche pertinenti, preparare la documentazione per il loro smaltimento, applicare le relative procedure di utilizzo e progettare nuovi materiali funzionali scegliendo la molecola colorante più opportuna.

Modulo B. L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire agli studenti conoscenze di base per l'elaborazione e realizzazione di prodotti industriali, quali sono i tensioattivi, e per il miglioramento dei loro processi produttivi. In particolare saranno sviluppate le relazioni fra struttura chimica e proprietà (proprietà detergenti, schiumogene, bagnanti, emulsionanti, solubilizzanti, disperdenti) che sono alla base dello sviluppo tecnologico nel settore industriale dei tensioattivi. La conoscenza di base acquisita nel campo dei tensioattivi consentirà agli studenti di redigere e valutare le relative schede tecniche, di predisporre la documentazione per il loro smaltimento, di applicare le relative procedure d'uso e scegliere la molecola tensioattiva più opportuna per affrontare nuove problematiche tecnologiche.

MODULO A

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Gli Studenti saranno in grado di correlare la struttura delle varie classi di coloranti con le proprietà tecnologiche in diversi settori industriali. La conoscenza di base acquisita nel campo dei coloranti consentirà agli studenti  di  valutare le relative schede tecniche.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Gli Studenti saranno in grado di caratterizzare i coloranti attraverso la spettroscopia UV-visibile e la fluorescenza per governarne l'uso in settori tradizionale come il tessile o in settori più avanzati come l'ottica non lineare, il bioimaging, i cristalli liquidi ed il fotovoltaico avanzato. La conoscenza di base acquisita nel campo dei coloranti consentirà agli studenti  di redigere le relative schede tecniche, di predisporre la documentazione per il loro smaltimento  e di applicare le relative procedure applicative.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Gli Studenti saranno in grado di scegliere la classe di coloranti e di progettare molecolarmente nuove strutture coloranti dal punto di vista dell'impatto energetico, ambientale ed economico.

ABILITÀ COMUNICATIVE
Gli Studenti saranno in grado di dialogare in un ambiente industriale finalizzato alla sintesi oppure alla commercializzazione oppure all'uso di coloranti collocandosi a livello di controllo qualità, ricerca e sviluppo e commerciale.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Gli Studenti saranno in grado di proseguire il loro percorso formativo in corsi di dottorato o master nel settore chimico-industriale relativo ai coloranti di tipo tradizionale o ad alto contenuto tecnologico.

 

MODULO B

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:

- identificare le proprietà fondamentali dei tensioattivi;

- classificare i diversi tipi di tensioattivi e discuterne le applicazioni principali;

- correlare la struttura dei tensioattivi con le loro proprietà tecnologiche in diversi settori industriali

- discutere i diversi metodi per la caratterizzazione dei tensioattivi e la misurazione della concentrazione micellare critica;

- utilizzare la terminologia tecnico-scientifica specifica in modo adeguato.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Gli Studenti saranno in grado di caratterizzare dal punto di vista chimico-fisico i tensioattivi per governarne l'uso in settori tradizionale ed in applicazioni più avanzate. La conoscenza di base acquisita nel campo dei tensioattivi consentirà agli studenti  di redigere le relative schede tecniche, di predisporre la documentazione per il loro smaltimento  e di applicare le relative procedure applicative.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Gli Studenti saranno in grado di scegliere la migliore classe di tensioattivi per una determinata applicazione e di progettare molecolarmente nuove strutture sulla base delle esigenze richieste.

Gli Studenti saranno in grado di correlare la struttura delle varie classi di tensioattivi con le proprietà tecnologiche che esse sono in grado di esprimere nei più disparati settori tecnologici.

ABILITÀ COMUNICATIVE
Gli Studenti saranno in grado di utilizzare un adeguato linguaggio tecnico della chimica dei tensioattivi.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Gli Studenti saranno in grado di proseguire il loro percorso formativo in corsi di dottorato o master nel settore chimico-industriale relativo ai tensioattivi di tipo tradizionale o ad alto contenuto tecnologico.

L'insegnamento è organizzato in due moduli di lezioni frontali (modulo A: 40 ore; modulo B; 16 ore) ed un laboratorio da 32 ore. La frequenza alle lezioni è facoltativa; mentre, la frequenza al laboratorio didattico è obbligatoria.

Module A. The preparation of Students will be verified by written exam consisting of 3 open questions. The relative score will be expressed in thirtieths (30 maximum points of 30 total points). The duration of the written exam is 2 hours. The topics under examination will reflect those treated in class according to the programs of the two modules in order to bring students to reason in terms of structure-property relationship. The written exam, in addition to verify the knowledge, the ownership of language and the understanding of the topics covered in class, aims to verify the skills described in the section "Expected learning outcomes". In fact, the questions include descriptive but also critical elements.

Modulo B and Lab. The preparation of Students about topics discussed in class will be verified by written exam consisting of 2 open questions. The relative score will contribute to a maximum of 15 points of the total 30 points of the module and the laboratory together. The duration of the written exam is 1 hours. The topics under examination will reflect those treated in class according to the programs of the module in order to bring students to reason in terms of structure-property relationship. The written exam, in addition to verify the knowledge, the ownership of language and the understanding of the topics covered in class, aims to verify the skills described in the section "Expected learning outcomes". In fact, the questions include descriptive but also critical elements. The Lab activity will be verified by Lab Book evaluation and by a multiple choice test with a maximum of 5 points and 10 points respectively of the total 30 points of the module and the laboratory together.

The final score will be calculated by arithmetic average of the marks obtained for module A and for module B together with the laboratory.

MODULO A - 5 CFU

- Fisica della visione e classificazione dei cromogeni: cromogeni n-p, cromogeni donatore-accettore semplice, cromogeni donatore-accettore complesso, polieni.

- Principali classi di coloranti secondo la struttura: azocoloranti, coloranti azoici, derivati stilbenici, coloranti della chinolina, tiazolici, allo zolfo, antrachinonici, indigoidi, ftalocianine.

- Equilibri in soluzione e variazione di colore: tautomeria azo-idrazone, alocromismo, fotoisomerizzazione.

- Uso dei coloranti nella colorazione delle fibre tessili naturali, artificiali e sintetiche.

- Classificazione dei coloranti secondo il Colour Index sulla base delle loro proprietà tintoriali.

- Applicazioni high-tech dei coloranti: Imaging ottico, ottica non lineare, cristalli liquidi, fotovoltaico di terza generazione.

MODULO B - 2 CFU

- Fondamenti della Chimica Fisica delle Interfaccie: Energia Libera Superficiale, Angolo di Contatto,  Adsorbimento alle Interfacce, Concentrazione Critica Micellare (CMC), Numero di Aggregazione.

- Classificazione dei tensioattivi e le relative relazioni struttura molecolare e proprietà quali concentrazione critica micellare, dimensione delle micelle, geometria degli aggregati, tensione superficiale,  dispersione di solidi e liquidi.

- Approcci sintetici ed applicazioni industriali delle principali classi di tensioattivi.

- Tensioattivi di nuova generazione: alchilpoliglucosidi, esterquats, tensioattivi idrolizzabili; tensioattivi gemini.

- Tensioattivi per il drug delivery: tensioattivi, polimeri, micelle, emulsioni nella somministrazione di Farmaci

- Reazioni in ambiente micellare

- Schiume

MODULO DI LABORATORIO - 2CFU

Sintesi, purificazione e caratterizzazione spettroscopica di un colorante e costruzione  e caratterizzazione fisica di una cella fotovoltaica sensibilizzata con il colorante sintetizzato.

 

Modulo A. Il materiale didattico presentato a lezione e relativo testo è disponibile dal sito web del corso.

Color Chemistry, H. Zollinger, VCH, Weinheim, 1991.

Modulo B: Il materiale didattico presentato a lezione e relativo testo è disponibile dal sito web del corso. 

Surfactants and Interfacial Phenomena, M.J. Rosen, John Wiley and Sons, 1989, New York.