Corso di laurea magistrale in Chimica

Lo studente e la studentessa devono possedere delle basi di chimica macromolecolare: strutture chimiche delle unità strutturali dei principali polimeri e temperature caratteristiche dei sistemi polimerici

In accordo con gli obiettivi formativi del Corso di Studi che prevedono una formazione di livello avanzato per l'esercizio di attività volte all'innovazione, l'insegnamento si propone di: fornire le principali relazioni proprietà/ struttura dei sistemi polimerici, descrivere i vantaggi e svantaggi nell'utilizzo dei materiali polimerici, descrivere le principali applicazioni dei materiali polimerici e fornire le basi per interpretare i dati sperimentali ottenuti con diverse tecniche di laboratorio. Inoltre, l'obiettivo è di avvicinare gli studenti e le studentesse al mondo tecnologico ed innovativo dei polimeri.

Conoscenza e capacità di comprensione. Al termine dell’insegnamento occorrerà possedere le conoscenze teoriche necessarie a comprendere e applicare i concetti della chimica delle macromolecole (concetti di unità strutturale, struttura primaria e secondaria, peso molecolare medio ecc.), relativamente allo studio delle principali proprietà e applicazioni dei polimeri in ambito farmaceutico, energetico, ambientale, facendo collegamenti tra i vari argomenti.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Al termine dell’insegnamento occorrerà possedere la capacità di applicare le conoscenze relative ai materiali polimerici. In particolare, dato un polimero o una classe di polimeri, occorrerà saperne descrivere le caratteristiche morfologiche e strutturali. Saper individuare le tecniche strumentali più adatte alla caratterizzazione del polimero. Sapere descrivere le principali tipologie di polimeri e stabilire la correlazione struttura-proprietà.

Autonomia di giudizio. Al termine dell’insegnamento si dovrà possedere un’autonomia di analisi critica degli argomenti trattati e dimostrare la capacità di reperire e analizzare le informazioni e di giudicarne l'affidabilità e il significato.

Abilità comunicative. Al termine dell’insegnamento, gli studenti e le studentesse sapranno comunicare in modo appropriato le informazioni scientifiche e le loro conclusioni, a interlocutori specialisti e non-specialisti, utilizzando un linguaggio chimico rigoroso.

Capacità di apprendimento. Alla fine dell’insegnamento le studentesse e gli studenti dovranno aver sviluppato quelle capacità di apprendimento che consentano loro di continuare a studiare per lo più in modo autonomo.

Richiamo sulle proprietà fisiche e chimiche dei sistemi polimerici termoplastici e termoindurenti

Principali applicazioni dei polimeri come materiali solidi e come materiali liquidi

Tecniche di caratterizzazione semplice (densità, solubilità, resistenza meccanica, fumi)

Valutazione dei pesi molecolari e loro distribuzioni tramite viscosimetria e cromatografia di esclusione sterica

Transizioni termiche (transizioni vetrose, fusioni e cristallizzazioni)

Degradazione termica e termossidativa e stabilizzazione. Accenni ai processi di riciclo dei materiali polimerici.

Tecniche analitiche di analisi termica (calorimetria differenziale a scansione e termo gravimetria)

Pirolisi GC-MS di sistemi polimerici

Spettroscopia infrarossa e sue applicazioni a polimeri

Microscopia ottica, elettronica (SEM, TEM) e a forza atomica (AFM)

Determinazione delle proprietà meccaniche

L'insegnamento si articola in 32 ore di lezioni con svolgimento in presenza; 16 ore di laboratorio sperimentale in presenza e 12 ore di esercitazioni in presenza. In particolare, le ore di laboratorio sono divise in due parti: nella prima parte in presenza gli studenti e le studentesse caratterizzano polimeri senza additivi con tecniche non strumentali e con FTIR; nella seconda parte gli studenti e le studentesse divisi in gruppi devono identificare un campione incognito, che può essere un polimero, un copolimero o una miscela con additivi e/o cariche, tramite tecniche strumentali. Ogni gruppo di studenti/studentesse produce una presentazione power point sul suo campione incognito da presentare ai compagni e alle compagne l'ultimo giorno di laboratorio. Le ore di esercitazione sono obbligatorie e consistono nella risoluzione di problematiche scientifiche sui polimeri, vengono discusse con l'insegnante in aula e devono essere consegnate su moodle entro 1 settimana.

Sono, inoltre, previsti seminari di esperti e esperte del mondo industriale per avvicinare lo studente e la studentesa alle realtà aziendali.

La verifica dell'apprendimento prevede una valutazione delle esercitazioni, una valutazione della presentazione sul campione incognito, che vengono valutati fino a 10 punti, e un esame orale. 

Gli esami saranno tenuti in presenza. La data dell'appello sarà pubblicata nella bacheca esami.

L'esame è basato sull'esposizione di argomenti trattati nell'insegnamento e domande utili per valutare il ragionamento dello studente e della studentessa sui problemi reali ed esso vale fino a 20 punti.

E' consigliato l'utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:

• Hummel, Scholl, "Atlas of Polymer and Plastics Analysis", Carl Hanser Verlag, Vienna (1981)
• E. A. Turi, "Thermal characterization of polymeric materials" second edition, Academic Press, San Diego (1997)