- Oggetto:
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MATERIALI POLIMERICI
- Oggetto:
Polymeric Materials
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Anno accademico 2021/2022
- Codice dell'attività didattica
- CHI0059
- Docente
- Prof.ssa Valentina Brunella (Titolare del corso)
- Anno
- 1° anno 2° anno
- Periodo didattico
- Secondo periodo
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- CHIM/04 - chimica industriale
- Modalità di erogazione
- Mista
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
-
Lo studente deve possedere delle basi di chimica macromolecolare: strutture chimiche delle unità strutturali dei principali polimeri e temperature caratteristiche dei sistemi polimerici
The student must possess macromolecular chemistry basis: structural units chemical structures of the main polymers and characteristic temperatures of polymeric systems - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
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 al mondo tecnologico ed innovativo dei polimeri.
According to the master course objectives related to advanced level training for the pursuit of activities aimed to innovation , teaching aims are: -knowing polymer structure-properties relationship,-describe advantages and disadvantages of polymers, -describe the main applications of polymeric materials, -develop the bases of interpreting experimental data obtained by laboratory techniques. In addition, the goal is to bring students closer to the technological and innovative world of polymers.
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Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente sarà in grado di conoscere gli aspetti teorici e pratici delle principali tecniche di indagine per materiali polimerici, conoscerà i principali meccanismi di degradazione e stabilizzazione delle sostanze polimeriche e sarà in grado di risolvere semplici problematiche industriali.
At the end of the course students are expected to be able to handle the main polymer experimental technique, to deal with the degradation and stabilization processes and to solve simple industrial problems.
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Modalità di insegnamento
Il corso si articola in 32 ore di lezioni con svolgimento misto, in presenza e in contemporanea al link https://unito.webex.com/meet/valentina.brunella e con alcuni approfondimenti online; 8 ore di laboratorio sperimentale in presenza e 8 ore di laboratorio online alla pagina scritta sopra; 12 ore di esercitazioni via webex in diretta. In particolare, le ore di laboratorio sono divise in due parti: nella prima parte in presenza gli studenti caratterizzano polimeri senza additivi con tecniche non strumentali e con FTIR; nella seconda parte gli studenti 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 produce una relazione sul suo campione incognito da presentare ai compagni l'ultimo giorno di laboratorio. Le esercitazioni vengono discusse con l'insegnante e devono essere consegnate al massimo 1 settimana dopo.
Sono, inoltre, previsti seminari di esperti del mondo industriale per avvicinare lo studente alle realtà aziendali.
The course consists of classroom lectures (32 hours), classroom tutorial and exercises (12 hours), lab practice (16 hours).
The course (theoretical part) is delivered in presence with direct connection with students who cannot attend. The link for accessing the online lessons is https://unito.webex.com/meet/valenntina.brunella. The following didactic material will be made available to students:
- on moodle: recording of the synchronous lessons proposed to students according to the didactic calendar
- on campusnet: slides used during the lessons
Lab hours are divided in two parts. In the first ones, in presence, students characterize polymers without additives with simple techniques and FTIR. In the second ones students, divided into groups, on webex connection,have to identify an unknown sample, which may be a polymer, a copolymer or a mixture with additives and/or fillers, using instrumental techniques. At the end each student group shows and discusses its power piont presentation.
Exercizes are discussed in presence and in webex connection and have to be delivered not more than 7 days after online lesson.
Besides, there will be talks by experts from industry to bring students to companies.
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Modalità di verifica dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento prevede una valutazione delle esercitazioni e le due relazioni di laboratorio sui campioni incogniti, che vengono valutati fino a 12 punti, e un esame orale.
Gli esami saranno tenuti con collegamento webex nello schema consueto: gli studenti registrati alla sessione d'esame riceveranno un invito a partecipare alla sessione. La data dell'appello verrà comunicata agli studenti registrati con un'e-mail al proprio indirizzo istituzionale e sarà uguale o successiva a quella prevista per l'inizio dell'appello pubblicata nella bacheca esami.
L'esame è basato sull'esposizione di argomenti trattati nel corso e domande utili per valutare il ragionamento dello studente sui problemi reali ed esso vale fino a 18 punti.
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Programma
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
Survey of chemical and physical properties of main thermoplastic and thermosetting polymer systems.
Main applications of polymers as solid materials and liquid materials
Simple characterizationtechniques (density, solubility, mechanical strength, smoke)
Molecular weights and their distributions by viscometry and size exclusion chromatography
Thermal transitions (glass transitions, melting and crystallization)
Thermal degradation in presence or not of oxygen and stabilization of the materials. A sketch of the recycling processes of polymeric materials.
Analytical techniques of thermal analysis (differential scanning calorimetry and thermo gravimetry)
Pyrolysis GC-MS of polymeric systems
Infrared spectroscopy and its applications to polymers
Optical microscopy, electronic (SEM, TEM) and atomic force (AFM) microscopy
Mechanical properties of polymeric materials and their determinationTesti consigliati e bibliografia
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I testi base consigliati per il corso sono:
- S. Bruchner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia, "Scienza e tecnologia dei materiali polimerici" ed. Edises, Napoli (2002) (cap. 3, 4, 6).
- M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, „Metodi spettroscopici nella chimica organica", ed Edises, Napoli (1996)
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)
Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:
The basic texts recommended for the course are:
• S. Bruchner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia, "Science and technology of polymeric materials" and. Edises, Naples (2002) (Ch. 3, 4, 6).
• M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh, "Spectroscopic methods in organic chemistry", and Edises, Naples (1996)
And 'it recommended the use of the following material for insights and additions:
• Hummel, Scholl, "Atlas of Polymer and Plastics Analysis", Carl Hanser Verlag, Vienna (1981)
• EA Turi, "Thermal characterization of polymeric materials" second edition, Academic Press, San Diego (1997)Finally are listed below websites of interest
http://www.polial.polito.it/cdc/macrog/index.html- Oggetto:
