CARATTERIZZAZIONE AVANZATA DI MATERIALI POLIMERICI
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2018/2019
- Docente
- MARCO SCOPONI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- CHIM/05
Obiettivi formativi
- La finalità del corso sono l’apprendimento delle conoscenze specifiche della chimica dei polimeri, del linguaggio usato nella chimica delle macromolecole e della loro rappresentazione con strutture chimiche di omopolimeri e copolimeri. Le abilità teoriche acquisite durante il corso sono: i) la conoscenza delle metodologie per la sintesi di macromolecole di interesse industriale con meccanismi di policondensazione e di poliaddizione, ii) la selezione del metodo di sintesi in base alle proprietà chimico-fisiche dei monomeri usati, iii) la scelta dei metodi per il controllo dei pesi molecolari e iv) l'acquisizione dei fondamenti dell’analisi termica e della cromatografica a esclusione sterica per studiare le correlazioni tra le proprietà e la struttura di polimeri termoplastici e termoindurenti.
Il corso illustra inoltre i principi generali sulla sintesi di polimeri con reazioni di policondensazione, di poliaddizione e della caratterizzazione di poliesteri, poliammidi, poliuretani e dei metodi per il controllo del grado di polimerizzazione, ii) i meccanismi di poliaddizione con iniziatori radicalici, cationici e anionici e i metodi per il controllo del peso molecolare con agenti di trasferimento di catena di monomeri di polistireni, poliacrilati e polieteri, iii) le reazioni di copolimerizzazione con meccanismi di poliaddizione, policondensazione e per apertura d'anello, iv) l’analisi termica di materiali polimerici amorfi e semicristallini per la determinazione delle transizioni termiche, v) i metodi di cromatografia a esclusione sterica e la viscosimetria per la determinazione dei pesi molecolari delle macromolecole in soluzione. Prerequisiti
- gli argomenti trattati nel corso richiedono le conoscenze acquisite nei corsi di chimica organica.
Contenuti del corso
- Concetto di macromolecola e di unità ripetitiva. Definizione di polimeri di addizione e di condensazione. Distribuzioni dei pesi molecolari e determinazione delle medie statistiche. Stereoregolarità in macromolecole: alcuni esempi.
Reazioni di policondensazione: tipi di monomeri, meccanismo e grado di polimerizzazione. Esempi con reazioni di polimerizzazione in massa di poliesteri, poliammidi e poliuretani. Metodi per il controllo del peso molecolare. Polimerizzazione polifunzionale. Polimeri ramificati e reticolati. Alcuni esempi di reazioni industriali.
Reazioni di poliaddizione: monomeri, iniziatori radicalici e grado di polimerizzazione. Cenni sulla polimerizzazione radicalica foto-iniziata. Cinetica delle reazioni di trasferimento di catena. Polimerizzazioni ioniche: meccanismi con iniziatori cationici e anionici.
Polimerizzazione vivente. Cenni sui meccanismi di polimerizzazione stereospecifica di alfaolefine con catalizzatori eterogenei di tipo Ziegler-Natta.
Reazioni di copolimerizzazione con meccanismo di poliaddizione e per apertura d'anello. Equazione di copolimerizzazione. Esempi.
Caratterizzazione di macromolecole allo stato solido: morfologie di polimeri semicristallini e vetrosi. Alcuni esempi sulla determinazione per via calorimetrica delle transizioni termiche, del grado di cristallinità e del grado di reticolazione.
Caratterizzazione di macromolecole in soluzione con la cromatografia a esclusione sterica con multirivelatori e con viscosimetria. Esempi. Metodi didattici
- lezioni frontali sulla sintesi e sulla caratterizzazione dei polimeri con metodi di analisi termica e di cromatografia a esclusione sterica.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Il livello raggiunto con gli obiettivi formativi del corso sarà verificato con una prova d'esame orale, con durata max di 1h, che consiste in tre domande di carattere generale su gli argomenti principali del corso e su esempi e esercizi proposti dal docente.
Testi di riferimento
- -M. Guaita, F. Ciardelli, F.P. La Mantia, E. Pedemonte, Fondamenti di Scienza dei Polimeri, AIM, Pacini editore, 1998.
- S. Bruckner, G. Allegra, F. Pegoraro, F. La Mantia, Scienza e Tecnologia dei Materiali Polimerici, Edises, Napoli, 2006.
- F. Sperling, Introduction to Physical Polymer Science, Wiley, 4rd ed 2009.
-G. Odian, Principles of Polymerization, 4th Wiley, 2009.
