Anno di corso: 1

Crediti: 6
Crediti: 8
Crediti: 8
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale

Anno di corso: 2

Anno di corso: 3

CHIMICA MACROMOLECOLARE CON LABORATORIO

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2015/2016
Anno di corso: 
2
Anno accademico di erogazione: 
2016/2017
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
8
Ciclo: 
Annualita' Singola
Ore di attivita' didattica: 
76
Prerequisiti: 

Gli studenti dovranno aver maturato i concetti fondamentali
di chimica generale ed organica.

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Valutazione di una relazione riguardante l’esperienze svolte a scelta dallo studente, da consegnarsi almeno 15 giorni prima dell’appello d’esame;

Prova orale su tutte le esperienze e la corrispondente teoria.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso fornirà le conoscenze di base sulla struttura e sulla sintesi di molecole polimeriche ad alta massa molecolare.
La parte di laboratorio permetterà di acquisire le tecniche principali per la preparazione dei polimeri, la caratterizzazione delle masse molecolari e le proprietà termomeccaniche.

Contenuti

STRUTTURA DELLE MACROMOLECOLE
Costituzione, stereochimica e topologia delle macromolecole. Analisi statistica e distribuzione delle unità monomeriche e delle masse molecolari.
PREPARAZIONE DELLE PRINCIPALI CLASSI DI POLIMERI
Polimerizzazioni a stadi
Grado di polimerizzazione in funzione della stechiometria e del grado di avanzamento della reazione. Distribuzione delle masse molecolari secondo la teoria di Flory. Polimeri lineari, ramificati e reticolati.
Polimerizzazioni a catena
Polimerizzazione radicalica: Inizio propagazione, trasferimento e termine. Grado di polimerizzazione e relazione di Mayo Lewis. Equazione di copolimerizzazione.
Polimerizzazione anionica: Polimerizzazione ‘vivente’ e polimeri a distribuzione ristretta delle masse molecolari.
Polimerizzazione per coordinazione: Meccanismo della polimerizzazione Ziegler-Natta eterogenea e catalizzatori di generazioni successive. Polimerizzazione omogenea promossa da metalloceni.
Il corso riguarda la preparazione, la caratterizzazione delle masse molecolari, lo studio delle transizioni termiche e termomeccaniche di materiali polimerici rappresentativi. Saranno affrontati i principali aspetti sperimentali inerenti la purificazione dei monomeri e l’esecuzione delle polimerizzazioni in ambiente inerte.

Saranno preparati materiali polimerici con i seguenti processi:
Polimerizzazione a stadi: preparazione del Nylon con metodo interfacciale ed, in particolare, di Nylon-6,6 e del Nylon-10,6
Esempi di polimerizzazione a catena con processo radicalico per l’ottenimento di polimeri, quali polistirene o polimetilmetacrilato con massa molecolare controllata dal trasferitore
Ottenimento di polistirene con distribuzione ristretta di masse molecolari per polimerizzazione anionica.
I materiali così ottenuti verranno caratterizzati con tecniche viscosimetriche per la determinazione della massa molecolare mediante la relazione di Mark Houwink. La distribuzione delle masse molecolari sarà evidenziata mediante cromatografia ad esclusione sterica.
Saranno poi determinate sui materiali ottenuti le proprietà termiche e le principali transizioni, come la transizione vetrosa e la fusione, in funzione delle masse molecolari e della storia termica.
Inoltre, i materiali saranno caratterizzati secondo le loro proprietà dinamico-meccaniche per stabilire il modulo, i fenomeni dissipativi e il regime plastico.

Programma esteso

STRUTTURA DELLE MACROMOLECOLE
Costituzione, stereochimica e topologia delle macromolecole. Analisi statistica e distribuzione delle unità monomeriche e delle masse molecolari.
PREPARAZIONE DELLE PRINCIPALI CLASSI DI POLIMERI
Polimerizzazioni a stadi
Grado di polimerizzazione in funzione della stechiometria e del grado di avanzamento della reazione. Distribuzione delle masse molecolari secondo la teoria di Flory. Polimeri lineari, ramificati e reticolati.
Polimerizzazioni a catena
Polimerizzazione radicalica: Inizio propagazione, trasferimento e termine. Grado di polimerizzazione e relazione di Mayo Lewis. Equazione di copolimerizzazione.
Polimerizzazione anionica: Polimerizzazione ‘vivente’ e polimeri a distribuzione ristretta delle masse molecolari.
Polimerizzazione per coordinazione: Meccanismo della polimerizzazione Ziegler-Natta eterogenea e catalizzatori di generazioni successive. Polimerizzazione omogenea promossa da metalloceni.
Il corso riguarda la preparazione, la caratterizzazione delle masse molecolari, lo studio delle transizioni termiche e termomeccaniche di materiali polimerici rappresentativi. Saranno affrontati i principali aspetti sperimentali inerenti la purificazione dei monomeri e l’esecuzione delle polimerizzazioni in ambiente inerte.

Saranno preparati materiali polimerici con i seguenti processi:
Polimerizzazione a stadi: preparazione del Nylon con metodo interfacciale ed, in particolare, di Nylon-6,6 e del Nylon-10,6
Esempi di polimerizzazione a catena con processo radicalico per l’ottenimento di polimeri, quali polistirene o polimetilmetacrilato con massa molecolare controllata dal trasferitore
Ottenimento di polistirene con distribuzione ristretta di masse molecolari per polimerizzazione anionica.
I materiali così ottenuti verranno caratterizzati con tecniche viscosimetriche per la determinazione della massa molecolare mediante la relazione di Mark Houwink. La distribuzione delle masse molecolari sarà evidenziata mediante cromatografia ad esclusione sterica.
Saranno poi determinate sui materiali ottenuti le proprietà termiche e le principali transizioni, come la transizione vetrosa e la fusione, in funzione delle masse molecolari e della storia termica.
Inoltre, i materiali saranno caratterizzati secondo le loro proprietà dinamico-meccaniche per stabilire il modulo, i fenomeni dissipativi e il regime plastico.

Bibliografia consigliata

Fondamenti di Scienza dei Polimeri, AIM, Pacini Editore, Pisa.
Textbook of Polymer Science (III edition) F.W.Billmeyer, Wiley

Fondamenti di Scienza dei Polimeri, AIM, Pacini Editore, Pisa
E.M. Mc Caffery, Laboratory Preparation for Macromolecular Chemistry, Mc Graw-Hill.

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezione frontale e laboratorio