SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI POLIMERICI

Obiettivi formativi

Gli obiettivi formativi del corso sono l'acquisizione di conoscenze sui principali processi per la formulazione delle materie plastiche ad uso commerciale, sui processi tecnologici di trasformazione dei polimeri, nonché sullo sviluppo di materiali compositi ad alte prestazioni e sul riciclo delle materie plastiche. Al termine del corso gli studenti acquisiranno una conoscenza avanzata dei principi chimico-fisici che regolano i processi di trasformazione e formulazione dei materiali polimerici. Il corso fornirà quindi agli studenti una solida preparazione nel settore delle tecnologie tradizionali di lavorazione dei materiali polimerici e del loro riciclo e allo stesso tempo la capacità di ideare, pianificare, e progettare nuovi materiali o combinazioni di materiali al fine di estendere i settori di applicazione dei materiali polimerici tradizionali. Lo svolgimento di esperienze in laboratorio permetterà agli studenti di acquisire conoscenze sulle principali strumentazioni idonee per la caratterizzazione dei materiali polimerici e compositi. Tali conoscenze permetteranno di acquisire competenze nella scelta e nella realizzazione di materiali in funzione delle condizioni particolari d'impiego. Verranno redatte relazioni sulle esperienze di laboratorio che verranno discusse in aula al fine di sviluppare capacità critiche e di giudizio indispensabili per l’elaborazione di possibili soluzioni a potenziali problematiche industriali. A tal proposito, per promuovere il contatto con le problematiche industriali, saranno previsti uno o due seminari tematici attraverso l’invito di esperti dell’area industriale specifica. La conoscenza della terminologia propria della disciplina e la capacità di comprendere gli argomenti anche in lingua inglese verranno sviluppate mediante l'uso di testi e materiale didattico sia in lingua italiana che in lingua inglese. Infine, la capacità di comunicare quanto si è appreso sarà sviluppato attraverso l’elaborazione di relazioni lo svolgimento dell’esame orale.

Canale 1
IOLANDA FRANCOLINI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Tecnologia ed applicazioni dei materiali polimerici: Proprietà dei polimeri commerciali più diffusi. Polimeri termoplastici: Polistirene, polietilene (High, medium, low Density), polivinilcloruro, policarbonato, PET, Nylon. Termoindurenti: resine fenolo-formaldeide, resine urea-formaldeide. Applicazione della spettroscopia IR per l’identificazione di plastiche. Introduzione alle Bioplastiche: tipologie, proprietà e applicazioni Formulazione dei materiali plastici per usi commerciali: Classificazione, criteri generali per la scelta degli additivi, additivi di processo e a lungo termine. Antiossidanti: processi di termo-degradazione, fenomeno del fish-eye e del beta-scission. Classificazione e tipi di antiossidanti, test di efficienza. Fotostabilizzanti: processi di foto-degradazione, meccanismi di azione degli additivi foto-stabilizzanti. Ritardanti di fiamma: classificazione e meccanismo di azione. Polimeri intrinsecamente resistenti alla fiamma. Plastificanti: meccanismo di azione, scelta del plastificante, classi di plastificanti, compatibilità. Valutazione delle proprietà meccaniche di PVC in funzione di diverso contenuto di plastificante. Additivi di processo: Lubrificazione interna ed esterna e slip agents. Blends polimerici: proprietà termiche e meccaniche. Materiali compositi particellari: Cariche inerti e funzionali. Riempitivi rinforzanti: compositi gomma/carbon black. Riempitivi antiurto (polistirene antiurto, gomma stirene-butadiene, gomme acrilonitrile-butadiene-stirene ABS). Materiali compositi fibrosi : Definizione, classificazione, tipi di compositi fibrosi. Tipi di fibre: preparazione, proprietà, impieghi. Fibre di vetro, di grafite, poliarilammidi. Tipi di matrici: epossidiche, poliammidiche, poliesteri. Proprietà meccaniche di compositi con fibre lunghe orientate: valutazione del modulo di Young e dello sforzo a rottura per sistemi a matrice cedevole. Proprietà meccaniche di compositi con fibre corte orientate. Trattamenti superficiali delle fibre per aumentare adesione fibra-matrice. Metodi di incorporazione delle fibre nella matrice (Pre-pregs, sheet moulding compounds). Processi di preparazione di materiali polimerici compositi. Esercitazioni numeriche. Processi tecnologici di trasformazione dei materiali polimerici: Processi di estrusione, di stampaggio ad iniezione, di calandratura, di termoformatura, di stampaggio rotazionale e per sinterizzazione, di vulcanizzazione, di filatura da fuso, di filatura da soluzione ad umido ed a secco, la vulcanizzazione di mescole elastomeriche. Materie plastiche e ambiente: Diffusione delle materie plastiche ed impatto ambientale. Polimeri biodegradabili. Recupero e riciclo delle materie plastiche: riciclo primario, secondario, terziario e quaternario. Problematiche connesse al riciclo: selezione e differenziazione, incompatibilità, degradazione. Miscele polimeriche e compatibilizzazione.
Prerequisiti
Non sono previste propedeuticità ma si ritiene indispensabile avere conoscenze si base sulle macromolecole e sul loro comportamento allo stato solido e in soluzione.
Testi di riferimento
Scienza e Tecnologia dei materiali Polimerici di S. Bruckner et al., EdiSES editore. Plastics materials di J.A. Brydson, BH Ltd editor.
Frequenza
La frequenza delle lezioni è facoltativa. La frequenza delle esercitazioni di laboratorio è obbligatoria.
Modalità di esame
L'esame scritto prevederà domande a risposta aperta e lo svolgimento di un esercizio numerico
Modalità di erogazione
Le lezioni saranno erogate in classe, con modalità convenzionale, utilizzando supporti informatici e slide. Le esercitazioni pratiche verranno svolte in Laboratorio e prevederanno 5 esperienze. Dopo l'attività sperimentale, è richiesta l'elaborazione di una relazione da consegnare al docente prima dell'esame.
  • Codice insegnamento1022451
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoChimica Industriale
  • CurriculumMateriali Polimerici (MP)
  • Anno2º anno
  • Semestre1º semestre
  • SSDCHIM/04
  • CFU9
  • Ambito disciplinareAttività formative affini o integrative