ECTS - University of Pisa
Principi base della chimica industriale di processo e di scienza dei materiali
Base principles of process industrial chemistry and material science
La verifica delle conoscenze del corso sarà effettuata attraverso la valutazione di una prova scritta sotto forma di questionario.
The evaluation of the knowledge of the course material will be carried out during the successive written exam (two hours).
Al termine del corso lo studente sarà in grado di valutare le caratteristiche di base di un processo e di un materiale polimerico.
At the end of the course the students will be able to evaluate the main basic characteristic of a chemical industrial process and of a polymeric material.
Lo studente dovrà discutere nell’esame scritto i problemi basilari di dei processi chimici industriali e dei materiali.
The student will discuss in the written exam the main base problems of industrial chemical processes and materials.
Lo studente potrà sviluppare sensibilità alle problematiche di sicurezza in laboratorio ed in processo. Inizierà a valutare criticamente processi e materiali.
Per verificare come lo studente è in grado di comprendere e adottare i principi base iniziali di chimica industriale, sarà richiesta una discussione scritta, basandosi sugli esempi forniti nel corso.
To monitor how effectively the student is able to understand and adopt the starting principles of the industrial chemistry, a written discussion will be required, on the base of examples discussed in the course.
Conoscenze di base di chimica organica, inorganica, chimica fisica.
Basic knowledge of inorganic, organic chemistry, applied physical chemistry.
The teacher uses e-mails to communicate with students
Il programma del corso comprende l’introduzione ai principi base della chimica industriale di processo ed alla scienza dei materiali con particolare riferimento ai materiali polimerici. Nell’ambito dei processi chimici, verrà condotta un’analisi della sicurezza dal punto di vista della tossicità, degli incendi e delle esplosioni. Si introdurranno i concetti di limiti di esplosività, esplosioni da polveri, flash point, innesco ed agenti estinguenti e si analizzeranno diverse “case history” di incidenti in processo. Verrà quindi trattata la catalisi industriale con applicazioni anche in ambito energetico (marmitta catalitica). Le fonti energetiche in chimica industriale: riscaldamento tradizionale, microonde , ultrasuoni. Verrà spiegata l’importanza della brevettazione e del marchio in chimica industriale e mostrato l’uso delle banche dati brevettuali.
Per quanto riguarda i materiali, dopo una prima introduzione sui materiali metallici e ceramici l’attenzione sarà rivolta ai primi concetti di polimero e macromolecola. Saranno introdotte le prime definizioni di monomero, struttura ripetente e il concetto di peso molecolare medio. Verranno introdotte e discusse le differenti tipologie di polimero in funzione dell’alternanza dei monomeri all’interno della catena macromolecolare (omopolimero e copolimero statistico, a blocchi o a innesto) e della loro disposizione spaziale. Sarà introdotto il concetto di fase cristallina e di fase amorfa, di temperatura di fusione e di temperatura di transizione vetrosa e dei principali parametri che le influenzano. Saranno introdotte le differenti tipologie di materiali esistenti dagli elastomeri, ai termoplastici, alle fibre e ai termoindurenti. Saranno riportati i principali materiali di largo consumo e le loro applicazioni.
The program comprises the introduction to the Process Industrial Chemistry and to Material Science with particular reference to the polymeric materials.
In the field of industrial chemical processes continuous and batch processes will be described , together with recycle, selectivity and yield notion. The process safety will be analyzed, considering toxicity, fire and explosion risk. The explosive limits concept will be explained and discussed, as well as powder explosion, flash point, ignition, extinguisher agents, and different “case histories” on real process explosions will be analyzed. Industrial catalysis will be discussed and its applications also in energy field (catalytic converter). Different energy sources for chemical processes will be discussed (traditional heating, microwaves and ultrasounds). The role of patents and mark in industrial chemistry will be explained as well as the use of Patent Libraries.
In the field of Material science, after a brief introduction on the metallic and ceramic materials, the attention will be devoted to the main concepts and characteristics of polymers and macromolecules. The main definitions of monomers, repeating units and the concept of average molecular weight will be introduced and discussed. Then, the different typologies of polymers will be introduced as a function of the monomers alternance in the macromolecular backbone (i.e., homopolymer, random, block and grafted copolymers) and their spatial distribution. The concepts of crystalline and amorphous phases will be introduced as well as the main respective temperatures such as the melting and the glass transition temperature, respectively. Parameters that influence the position of such temperatures will be reported and discussed. Finally, the different nature of polymers will be reported as a function of their mechanical properties.
Agli studenti verranno fornite le slides e il materiale didattico.
Presentations and other material will be available for the students.
Written exam (2 h). At the end of the examination, the teacher will assign a score (from 18/30 to a max of 30/30 cum laude) reflecting student's degree of preparation.
