SCIENZE CHIMICHEChimicaAnno accademico 2023/2024

1000371 - CHIMICA MACROMOLECOLARE

Docente: PLACIDO MINEO

Risultati 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. 

Dettaglio dei risultati di apprendimento attesi

-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 macromolecolare.

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. 

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

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.

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

 ArgomentiRiferimenti testi
1Evoluzione del concetto di macromolecola
2Nomenclatura e Analisi costituzionale dei polimeri
3Relazione Struttura-Proprietà delle principali classi di materiali polimerici
4Analisi configurazionale: sistemi vinilici, 1,2 vinilidenici e dienici, microtatticitá e analisi NMR
5Polimerizzazioni con meccanismo a catena: Radicalica, Anionica e Cationica, Polimerizzazioni coordinative con catalizzatori Ziegler-Natta, ossidi metallici e metalloceni
6Polimerizzazioni per apertura di cicli
7Polimerizzazioni a stadi: polimerizzazione a stadi lineare ed a stadi polifunzionale
8Copolimerizzazione
9Processi di produzione dei polimeri in massa, in soluzione e polifasiche (in emulsione, in sospensione, interfacciale e Dispersione).
10Cenni 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;

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 

Sintesi dei polimeri più comuni.

esame scritto:

- poli(fenilenecarbonato)

 - copoli(cicloesene-propilene)

 - poli(naftalenetere)

  - copolimero a di-blocchi nylon6 – poli(acrilonitrile)

 - 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

- LLDPE


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