FONDAMENTI DI CHIMICA DEI POLIMERI E LABORATORIOModulo MODULO 1
Anno accademico 2024/2025 - Docente: PLACIDO MINEORisultati di apprendimento attesi
Il corso si propone di illustrare gli aspetti meccanicistici, cinetici e produttivi dei materiali polimerici, correlandone le proprietà chimico-fisiche alle proprietà molecolari.
-Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): conoscenza dei principali aspetti chimici e fenomenologici relativi alla sintesi di polimeri e delle correlazioni struttura-proprietà;
-Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): 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 utili alla determinazione delle proprietà polimeriche;
-Autonomia di giudizio (making judgements): consentire la valutazione oggettiva delle proprietà chimico-fisiche dei polimeri correlate alle metodologie di preparazione ed ai campi di applicazione degli stessi;
-Abilità comunicative (communication skills): sviluppare e/o migliorare le capacità di esporre concetti scientifici anche complessi implementando le terminologie tecniche adatte ai materiali polimerici;
-Capacità di apprendimento (learning skills): Applicare tecniche e modelli teorici per la risoluzione dei problemi della chimica dei polimeri.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Lezioni frontali (5CFU) ed esercitazioni (1 CFU). Al fine di finalizzare meglio ogni singola lezione anche in relazione della preparazione e/o livello di attenzione degli studenti, durante lo svolgimento delle lezioni viene instaurata una interazione didattica/conoscitiva con gli studenti.
Le esercitazioni prevedono la risoluzione, sia guidata sia autonoma, di esercizi di natura chimica e relativi alla sintesi di polimeri, sfruttando anche le tecniche di retrosintesi e di problem-solving.
Prerequisiti richiesti
Conoscenza relative alla Chimica Organica, Inorganica ed Analitica
Frequenza lezioni
La frequenza è obbligatoria
Contenuti del corso
Struttura dei polimeri: Nomenclatura e Analisi costituzionale; Relazione Struttura-Proprietà; Analisi configurazionale; microtatticitá e analisi NMR; Analisi conformazionale delle macromolecole allo stato solido e simmetrie elicoidali.
Masse molecolari dei polimeri, grado di polimerizzazione e polidispersione. Principali monomeri per la sintesi di polimeri.
Meccanismi e cinetiche nella sintesi di polimeri e copolimeri ottenuti mediante polimerizzazione a stadi ed a catena, in fase omogenea ed eterogenea.
Processi di produzione dei polimeri ed esempi di preparazione industriale. Cenni sui materiali polimericí più comuni.
Testi di riferimento
- Dispense delle lezioni
- Fondamenti di scienza dei polimeri. AIM autori vari, Pacini Editore
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Evoluzione del concetto di macromolecola | |
| 2 | Nomenclatura e Analisi costituzionale dei polimeri | |
| 3 | Relazione Struttura-Proprietà delle principali classi di materiali polimerici | |
| 4 | Analisi configurazionale: sistemi vinilici, 1,2 vinilidenici e dienici, microtatticitá e analisi NMR | |
| 5 | Polimerizzazioni con meccanismo a catena: Radicalica, Anionica e Cationica, Polimerizzazioni coordinative con catalizzatori Ziegler-Natta, ossidi metallici e metalloceni | |
| 6 | Polimerizzazioni per apertura di cicli | |
| 7 | Polimerizzazioni a stadi: polimerizzazione a stadi lineare ed a stadi polifunzionale | |
| 8 | Copolimeri | |
| 9 | Processi di produzione dei polimeri e alcuni esempi di preparazione industriale: In massa, in soluzione e polifasiche (in emulsione, in sospensione, interfacciale e Dispersione). | |
| 10 | Cenni sui più usatí materiali polimericí: Poliolefíne, polivinili, polidieni, poliesteri, poliammidi, polieteri, poliureatani, poliimmidi e resine |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Pre-verifica scritta ed esame orale. Si potrà accedere all'esame orale solo dopo aver superato la prova scritta.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Esame orale:
Struttura dei polimeri: Nomenclatura e Analisi costituzionale;
Relazione Struttura-Proprietà;
Analisi configurazionale;
microtatticitá e analisi NMR;
Analisi conformazionale delle macromolecole allo stato solido e simmetrie elicoidali.
Masse molecolari dei polimeri, grado di polimerizzazione e polidispersione.
Meccanismi e cinetiche nella sintesi di polimeri e copolimeri ottenuti mediante polimerizzazione a stadi ed a catena, in fase omogenea ed eterogenea.
Processi di produzione dei polimeri ed esempi di preparazione industriale.
Sintesi dei polimeri più comuni.
esame scritto:
- poli(fenilenecarbonato)
- copoli(cicloesene-propilene)
- poli(naftalenetere)
- polipropilene (produzione industriale)
- poliestere dentrimerico
- Kevlar
- copoli vinilacetato-vinilalcool
- Poli etilene bassa densità
- Poli etileneossido
- Poli esteresolfone
- Copolimero CatecoloIsoftalato-co-ResorcinoloIsoftalato. *Catecolo= 1,2 di-idrossi benzene **Resorcinolo= 1,3 di-idrossi benzene
- Gomma Butile
- polietereurea
- novolacche
- PVC produzione industriale
- poli etere-etere-ammide
- terpolimero cloruro di vinile-acido acrilico-metil metacrilato (60:30:10)
- PEEK
- poli fenilenossido-naftalenossido (copolimero alternato)
- prodotto ottenibile dalla reazione: 1,2-ftaloil dicloruro + 1,3-propilenglicole + polietilenglicole (2:1:1)
- poli(1,3 fenilen-1,4ftalato)
- poli ureaimmide
- copolimero a blocchi nylon6,6-carbonato(BPA)
- poliTHF
- polistirene a stella