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Oggetto:
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CHIMICA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI POLIMERICI

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CHIMICA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI POLIMERICI

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MFN1370
Docenti
Pierangiola Bracco (Titolare)
Marco Zanetti (Titolare)
Corso di studio
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Laurea Magistrale in Chimica Industriale
Anno
2° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
CHIM/04 - chimica industriale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni frontali facoltative; laboratorio obbligatorio
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti

Basi di chimica organica, cinetica chimica e termodinamica.
Nozioni di base di scienza dei polimeri: definizione di monomero/polimero, masse molecolari e distribuzione, polimeri amorfi e semi-cristallini.
Il materiale didattico necessario per soddisfare i prerequisiti di scienza dei polimeri sarà messo a disposizione dai docenti

Basis of organic chemistry, kinetics and thermodynamics
Basis of polymer science: definition of monomer/polymer, molecular masses and distribution, amorphous and semi-crystalline polymers.
The teachers will provide the teaching material necessary to satisfy the prerequisites of polymer science

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Sommario insegnamento

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Avvisi

Festival della ricerca scientifica - Trieste Next
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Obiettivi formativi

Sono obiettivi di apprendimento la familiarizzazione con i metodi di
sintesi e produzione industriale dei materiali polimerici di più largo
consumo, la conoscenza delle principali tecniche di analisi e
caratterizzazione, l'approfondimento di specifici aspetti e problematiche
connessi con le principali applicazioni (trasformazione, degradazione e
stabilizzazione, ritardo alla fiamma, riciclo) e la conoscenza delle applicazioni speciali dei materiali polimerici quali quelle nel campo biomedicale ed ingegneristico.

 

Familiarization with the major processes of industrial polymerization and
with the most common techniques of analysis and characterization of
polymers. To give an insight into specific requirements for most
applications (processing, degradation and stabilization, flame retardants,
recycling)

 

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Al termine dell'insegnamento, dovranno essere state acquisite conoscenze specialistiche relative a:

- meccanismi di sintesi di materiali polimerici, anche attraverso le attività pratiche oggetto del laboratorio

- processi di produzione industriale

- proprietà dei materiali polimerici e tecniche di caratterizzazione

- selezionate applicazioni dei materiali polimerici.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

La conoscenza di base acquisita sui meccanismi di sintesi e sui processi di produzione consentirà di padroneggiare il rapporto struttura-proprietà-applicazioni dei materiali polimerici. Gli studenti e le studentesse saranno inoltre in grado di caratterizzare materiali polimerici attraverso diverse tecniche analitiche (TG, FTIR, DSC, Test meccanici).

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

Gli studenti e le studentesse saranno in grado di identificare il polimero o la classe di polimeri più adeguata all'uso in specifiche applicazioni e di selezionare tecniche di caratterizzazione appropriate.

ABILITÀ COMUNICATIVE

Gli studenti e le studentesse saranno in grado di dialogare, in contesti sia tecnici che divulgativi, su tematiche relative alla sintesi, caratterizzazione ed uso di materiali polimerici

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO

Gli studenti e le studentesse saranno in grado di proseguire il loro percorso formativo in corsi di dottorato o master nel settore dei materiali polimerici.

 

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

Upon completion of the course, the students will acquire specialist knowledge on:

- synthesis mechanisms of polymeric materials, also through the practical activities object of the laboratory

- industrial production processes

- properties of polymeric materials and characterization techniques

- selected applications of polymeric materials.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

The basic knowledge gained on synthesis mechanisms and production processes will allow students to master the structure-property-application relationship of polymeric materials. Students will also be able to characterize polymeric materials through different analytical techniques (TG, FTIR, DSC, Mechanical Testing).

INDEPENDENT JUDGEMENT

Students will be able to identify the most appropriate polymer or polymer class for use in specific applications and to select appropriate characterization techniques.

COMMUNICATION SKILLS

Students will be able to talk, in both technical and informative contexts, on issues related to the synthesis, characterization and use of polymeric materials

LEARNING SKILLS

Students will be able to continue their educational path in PhD or master courses in the field of polymeric materials.

 

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Programma

MODULO I: SINTESI E PRODUZIONE INDUSTRIALE (Prof. Bracco)

Mercato ed economia prodotti a base polimerica. Richiami di meccanismi di
sintesi di polimeri (polimerizzazione a stadi, polimerizzazione a catena radicalica, ionica, di coordinazione); copolimerizzazione. Processi industriali di polimerizzazione dei più importanti polimeri (polietilene, polipropilene, polimeri stirenici, polivinilcloruro, polietilentereftalato).

Laboratorio di sintesi di polimeri: polimerizzazione in massa e in emulsione, copolimerizzazione, polimerizzazione interfacciale, polimerizzazione adiabatica.

MODULO II: TECNICHE DI CARATTERIZZAZIONE E PRODOTTI INDUSTRIALI (Prof. Zanetti)

Degradazione e stabilizzazione di polimeri. Tecniche di caratterizzazione: spettroscopia infrarossa. Richiami di proprietà termiche. Analisi termiche: saranno presentatati i principali metodi termoanalitici applicabili ai materiali polimerici. Saranno poi fatti degli approfondimenti sulla termogravimetria (TGA) e la calorimetria a scansione differenziale (DSC), di cui saranno analizzati gli aspetti strumentali e l'interpretazione dei termogrammi.
Richiami di proprietà meccaniche, Richiami di trasformazione. 
Compositi polimerici, Combustione - ritardo alla fiamma, Prodotti polimerici basati su formulazione (vernici, ecc.). Polimeri per usi speciali: nanocompositi, applicazioni biomedicali, electrospinning. Riciclo. 


Esercitazioni: una parte delle esercitazioni sarà svolta in laboratorio su strumentazione FT-IR, TGA, DSC, proprietà meccaniche, combustione, degradazione/stabilizzazione, affrontando anche le tecniche di preparazione del campione. Una parte sarà svolta in aula andando ad analizzare i risultati ottenuti dalle tecniche viste in laboratorio.
Eventuale visita ad un impianto industriale / seminario rappresentante aziende del settore.

 

MODULE I: SYNTHESIS AND INDUSTRIAL PRODUCTION (Prof. Bracco)

Market and economy of polymer-based products. An outline of polymerization mechanisms (step polymerization, radical chain, ionic, coordination chain polymerization); copolymerization. Industrial polymerization processes of the most important polymers (polyethylene, polypropylene, styrenic polymers, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate).

Polymer synthesis laboratory: bulk and emulsion polymerization, copolymerization, interfacial polymerization, adiabatic polymerization.

MODULE II: CHARACTERIZATION TECHNIQUES AND INDUSTRIAL PRODUCTS (Prof. Zanetti)

Degradation and stabilization of polymers. Characterization techniques: infrared spectroscopy. Recall of thermal properties. Thermal analyses: the main thermoanalytical methods applicable to polymeric materials will be presented. In-depth studies will then be done on thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC), of which the instrumental aspects and the interpretation of thermograms will be analysed.
Recall of mechanical properties, Recall of processing methods. Polymer Composites, Combustion - Flame Retardant, formulation-based polymer products (coatings, etc.), special purpose polymers: nanocomposites, biomedical applications, electrospinning. Recycle.

Exercises: part of the exercises will be carried out in the laboratory on FT-IR, TGA, DSC instrumentation, mechanical properties, combustion, degradation/stabilisation, also addressing sample preparation techniques. One part will be carried out in the classroom by analyzing the results obtained from the techniques reviewed in the laboratory.
(Eventual) Visit to an industrial plant / seminar by an industry professional.

 

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Modalità di insegnamento

lezione frontale: 48 ore

esercitazioni: 12 ore

laboratorio/eventuale visita ad impianto industriale o seminario: 28 ore

Le lezioni, il laboratorio e le esercitazioni si svolgeranno unicamente in presenza

La frequenza alle lezioni è facoltativa, quella ai laboratori e alle esercitazioni è obbligatoria (min 75%)

lectures: 48h

laboratory practice/visit to industrial plant (eventual)/seminar: 28 h

exercise: 12h

Lessons, laboratory and exercises will take place in presence only.

Attendance to lessons is optional, that of labs and exercises is compulsory (min 75%)

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Il grado di apprendimento sarà valutato con due esoneri: il primo, relativo
alla sintesi di polimeri, consta di un colloquio orale e della valutazione di
una relazione sull'attività svolta nel laboratorio di sintesi. Il secondo,
relativo alle applicazioni dei materiali polimerici, consta di un colloquio orale e
della valutazione di una relazione relativa alle esercitazioni di
caratterizzazione.

Il voto finale risulterà dalla media aritmetica dei voti (in trentesimi) dei due esoneri. 

Necessari per il superamento dell'esame sono chiarezza espositiva ed un corretto utilizzo della terminologia specifica e delle formule di struttura di molecole organiche.

Gli esami si terranno in presenza, fatte salve differenti disposizioni ministeriali o di Ateneo

Two, separate oral examinations: one on polymer synthesis and one on polymers application and characterization; written reports on laboratory
activities.
Marks (on a scale of 30) will be averaged to give the final evaluation.

Clarity and correct use of specific terminology and structure formulas of organic molecules will be considered in the evaluation.

The exams will take place in presence, unless otherwise provided by the Ministry or the University.

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Attività di supporto

Tutto il materiale didattico necessario sarà reso disponibile sulla piattaforma Moodle, incluso materiale propedeutico alle lezioni ed al laboratorio. 

I docenti sono disponibili su appuntamento per discutere, ripetere e chiarire gli argomenti trattati a lezione. 

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)

Teachers are available by appointment to discuss, repeat and clarify the topics covered in class.

All the teaching material will be made available on the Moodle platform, including preparatory material for the lessons and the laboratory.

Students with SLD or disabilities are invited to read the support methods (https://www.unito.it/servizi/lo-studio/studenti-con-disabilita) and reception methods (https://www.unito. it/interno -studenti-con-disabilita-e-dsa) of the University, and in particular the procedures necessary for support during the exam (https://www.unito.it/servizi/lo-study/ students-with-disabilities/support -for-students-with-disabilities-who-take-exams).

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sulla pagina Moodle del corso
I testi base consigliati per il corso sono:
G. Odian "Priciples of polymerization" John Wiley & Sons, 2004
Atti del XXII Convegno Scuola AIM "Produzione industrial di polimeri",
Pacini Editore, 2000
E. Pedemonte "Fondamenti di Struttura, proprietà e tecnologia dei
polimeri" Edizioni Nuova Cultura 2011
Infine, sono di seguito indicati siti internet di interesse:
http://www.pslc.ws/italian/

Lectures slides (available on Moodle)
G. Odian "Priciples of polymerization" John Wiley & Sons, 2004
Atti del XXII Convegno Scuola AIM "Produzione industrial di polimeri",
Pacini Editore, 2000
E. Pedemonte "Fondamenti di Struttura, proprietà e tecnologia dei
polimeri" Edizioni Nuova Cultura 2011
http://www.pslc.ws/italian/



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Note

Frequenza:

Lezioni frontali: consigliata
Laboratorio ed esercitazioni: obbligatoria

Attendance:

Lessons: recommended
Exercises and Lab: mandatory

 

Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    15/07/2023 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    20/10/2023 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 01/02/2024 17:20
    Location: https://chimicaindustriale.campusnet.unito.it/robots.html
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