Ingegneria Chimica - Chemical Engineering

MARIA LAURA SANTARELLI
MARIA PAOLA BRACCIALE

Conoscenza dei principali processi di polimerizzazione industriali per la produzione di materiali plastici termplastici, termoindurenti e elastomerici

Per il raggiungimento degli obbiettivi previsti dal corso è importante:
- Conoscenza della chimica organica industriale
- Conoscenza della Scienza e Tecnologia dei Materiali

Introduzione all’industria dei polimeri. Peso molecolare di un polimero e
sua determinazione. Reazioni di polimerizzazione: a catena
(poliaddizioni radicaliche e ioniche) e a stadi (policondensazione).
Poliaddizione anionica “viva”. Struttura di un polimero: termoplatisco e
termoindurente, lineare, aggraffato e ramificato.
Per ciascun polimero trattato e per ogni processo vengono affrontate le
diverse condizioni di polimerizzazione (processi in bulk, in soluzione,
in sospensione, in emulsione, per precipitazione, in fase gas e in fase
solido). Vengono descritti i diversi modi di lavorazione industriale
(filatura, produzione di film e lastre, iniezione, ecc.) e vengono
descritte le diverse applicazioni commerciali.

Processi industriali di policondensazione (a stadi)
Poliammidi (Nylon e Kevlar)
Poliesteri (PET, PPT, PBT)
Policarbonati
Poliuretani
Resine Fenoliche, Ammidiche, Epossidiche

Processo di polimerizzazione vinilica (a catena)
Polivinicloruri (PVC)
Polivinil acetati e polivinil alcoli (PVA)
Polimetilmetacrilato (PMMA)
Poliacrilonitrile (PAN)
Polistirene (PS)

Processo di polimerizzazione Zigler-Natta delle olefine (PP, PE, PB-1)
Catalizzatori di Zigler-Natta dalla 1° alla “next” generazione. Metalloceni.
Evoluzione dei processi di polimerizzazione del polipropilene (slurry, Spheripol, Catalloy, Spherizone)
Processo di polimerizzazione di copolimeri e eterofasici a diverso Melt Flow Rate (MFR).
Evoluzione dei vari processi di polimerizzazione del polietilene (slurry, Hostalen, Lupotech T)
Evoluzione dei processi di polimerizzazione del polibutene-1 (Taft e Moerdijk)

Processi di polimerizzazione di Elastomeri (Neoprene, SIS, SBS, SEBS)
Vulcanizzazione, blends, copolimeri. Processo di polimerizzazione anionico “in vivo” per la produzione di SBS.

Processi di polmerizzazione di polimeri inorganici (siliconi e resine polisilossaniche)

Riciclo del PVC: descrizione dei processi di riciclo meccanico, riciclo chimico, processo Vyniloop.

Polymer Chemistry, A.J. Peacock, A. Calhoun, Hanser
Kunststoffchemie fur Ingenieure, W. Kaiser, Hanser
Polymer Science and Technology R. O. Ebewele, CRC Press

slides delle lezioni e dispense (elearning 2)

Libri di supporto:
W.D. Callister, D.G.Rethwisch, Materials Scince and Engineering, Wiley
W.F. Smith, J. Hashemi, Scienza e tecnologia dei materiali, McGraw Hill

Kirk-Othmer, Enciclopedia of Chemical Tecnology, Wiley

Il corso è strutturato con lezioni frontali, utilizzando mezzi informatizzati e slides. Verranno tenuti seminari tematici per fornire allo studente la visione generale di alcune applicazioni specifiche nella produzione dei polimeri

Frequenza consigliata, ma non obbligatoria

la prova scritta viene eseguita con test con 27 risposte multiple e 3 domande aperte sui principali processi di policondensazione e poliaddizione trattati durante il corso. La prova si svolge in un'ora e si prevede che lo studente risponda a 30 domande. Segue la discussione dei risultati per la valutazione finale

- Disegna l'impianto e descrivi le condizioni del processo di produzione del PP
- La penna BIC con quale materiale è prodotto?
- Il catalizzatore ZN che tipo di meccanismo fisico utilizza durante la reazione di produzione Spheripol?

• Scienza dei
  polimeri: Introduzione; classificazione; grado di polimerizzazione e
  conversione 
  • Testi di riferimento: Appunti e slides,  2


• Proprietà dei
  polimeri: peso molecolare; isomeria; cristallinità; proprietà meccaniche
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Trasformazione
  dei polimeri
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Tecnologia della
  polimerizzazione: tecniche e macchinari della trasformazione
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Fibre: produzione e
  trasformazione
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Processi di
  policondensazione e legge di Carothers
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Nylon e Kevlar:
  chimica e morfologia, processo industriale, trasformazione e applicazione
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• Poliesteri:
  chimica e morfologia
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PET: processo di
  produzione industriale, trasformazione e applicazione
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• Policarbonati
  (chimica e morfologia)
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Poliuretani
  (chimica, morfologia, trasformazione e applicazione)
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Resine
  Fenoliche e Melamminiche
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Resine epossidiche, processi e applicazioni, Poliaddizioni, reazioniradicaliche viniliche
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PVC produzione dei monomeri, processi di polimerizzazione, processi ditrasformazione e applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PVA e PVAc, processi di polimerizzazione e applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PP storia del catalizzatore ZN, struttura chimica del catalizzatore,struttura fisica del catalizzatore, meccanismo di replicazione
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PP processo Spheripol, caratteristiche, prodotti e loro applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PP processo CATALLOY, caratteristiche, prodotti e loro applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PP processo Spherizone, caratteristiche, prodotti e loro applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PE processo Spherilene, caratteristiche prodotti e loro applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PE processo Hostalen e Lupotech, caratteristiche e loro applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 3 ore


• PS processi di produzione, caratteristiche e loro applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Polisilossani, processo di produzione caratteristiche e loro applicazioni
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore


• Riciclio COREPLA e Vinyloop
  • Testi di riferimento: Appunti e slides, 2 ore