FONDAMENTI DI CHIMICA DEI POLIMERI E LABORATORIO

Modulo MODULO 2

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.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. In questo caso, è auspicabile contattare il docente referente CINAP (Centro per l'inclusione attiva e partecipata) del Dipartimento.

Attività sperimentali in laboratorio. Il Programma verrà svolto dal Prof. Nicosia per 4 CFU (Purificazione monomero, Polim. rad. in massa ed in emulsione, Polim. anionica, cationica, caratterizzazione GPC e viscosimetrica dei polimeri ottenuti, analisi spettroscopica e termica dei polimeri). Il Prof. Mineo si occuperà dei restanti 2 CFU (Polimerizzazione a stadi, reticolazione ionica di polimeri e analisi dei dati sperimentali mediante software). 

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. 

Durante lo svolgimento del corso, è previsto del tempo da dedicare all’analisi dei dati tramite software e allo sviluppo delle relazioni di laboratorio: lo studente utilizzerà software di calcolo idonei per determinare le masse molecolari medie attraverso l’utilizzo dei dati sperimentali GPC e viscosimetrici. Inoltre, utilizzerà software idonei all’analisi di spettri, tracciati DSC e termogrammi TGA, e al disegno di molecole da utilizzare nelle relazioni di laboratorio. 

Conoscenze relative alla Chimica Organica, Inorganica ed Analitica.

La frequenza è obbligatoria.

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.

Analisi dei dati sperimentali mediante software e approccio alla modellistica molecolare .  

• Dispense delle lezioni
• Macromolecole: Scienza e tecnologia. I e II volume, autori vari, Pacini Editore
• Fondamenti di Scienza dei Polimeri. AIM, autori vari, Pacini Editore
• Chimica organica industriale: K. Weissermel, H.J. Arpe, Piccin Editore

Valutazione delle relazioni di laboratorio ed esame orale. Le relazioni di laboratorio vanno consegnate entro il termine massimo di due settimane prima dell'esame.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. In questo caso, è auspicabile contattare il docente referente CINAP (Centro per l'inclusione attiva e partecipata) del Dipartimento.

-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.