Scheda programma d'esame
CHIMICA MACROMOLECOLARE INDUSTRIALE
ELISA MARTINELLI
Anno accademico2023/24
CdSCHIMICA INDUSTRIALE
Codice158CC
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
CHIMICA MACROMOLECOLARE INDUSTRIALE CHIM/04LEZIONI48
ELISA MARTINELLI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Al termine del corso lo studente:

- avrà appreso i criteri di scelta dei prodotti e dei processi più moderni e vantaggiosi per la produzione industriale di polimeri tecnologici;

- avrà appreso le problematiche connesse con la produzione su scala industriale e il suo impatto socio-economico e ambientale

-saprà definire correlazioni struttura-proprietà dei polimeri industriali in riferimento alle loro prestazioni in settori applicativi.

Knowledge

The student who successfully completes the course  will:

- know criteria for selection of more actual and profitable products and processes for industrial preparation of specialty polymers;

- the current problems associated with large scale, industrial production and its social-economical and environmental impact;

- be able to define structure-property relationships for industrial polymers in various application fields.

Modalità di verifica delle conoscenze

Le conoscenze saranno valutate in base all'abilità dello studente di discutere criticamente i contenuti del corso e di applicare concetti generali a diversi contesti.

 

Assessment criteria of knowledge

The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss critically the main course contents using the appropriate terminology and to apply general concepts to different specific topics.

 

Capacità

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:

- svolgere una ricerca delle fonti e di applicarle a contesti industriali;

- discutere un particolare argomento assegnato in una relazione orale.

 

Skills

The student who successfully completes the course  will be able to:

- perform a search of resources and apply them to industrial contexts;

- present an oral report on a special assigned topic.

Modalità di verifica delle capacità

Lo studente dovrà sostenere un esame orale riguardante gli argomenti trattati nel corso.

 

Assessment criteria of skills

The student will have to take an oral exam on the topics covered in the course.

Comportamenti

Lo studente svilupperà:

- sensibilità alle problematiche industriali dei polimeri tecnologici;

- sensibilità alle problematiche di impatto ambientale e riciclo dei polimeri industriali.

 

Behaviors

The student will develop:

- awareness of industrial features associated with specialty polymers;

- awareness of features associated with environmental impact and recycle of industrial polymers.

Modalità di verifica dei comportamenti

L'interesse degli studenti verso gli argomenti trattati nel corso è stimolato e verificato da domande proposte dal docente

Durante il corso sarà verificato il  grado di sensibilità alle tematiche dello studente mediante esemplificazione di 'casi di studio' specifici.

 

Assessment criteria of behaviors

The students' interest in the topics covered in the course is stimulated and assessed through questions proposed by the teacher.

During the course the level of student's awareness will be assessed by exemplifying 'case studies'.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Sono  richieste conoscenze di base della chimica industriale e della chimica macromolecolare. All'inizio del corso saranno comunque forniti gli elementi essenziali per la comprensione dei principali concetti di chimica macromolecolare necessari per il corso.

Sono inoltre richieste conoscenze di termodinamica classica, chimica organica, chimica analitica e chimica inorganica.

Prerequisites

Knowledge of basic elements of industrial chemistry and polymer chemistry. At the beginning of the course the fundamental principles will anyhow be provided for a successful benefit from the course.

Knowledge is also required of classical thermodynamics, organic chemistry, analytical chemistry and inorganic chemistry.

Indicazioni metodologiche

 

  • Il corso è costituito da lezioni frontali.
  • Le lezioni sono svolte con l’ausilio di diapositive PowerPoint.
  • Il docente fa uso di ricevimenti e della posta elettronica per comunicare con gli studenti.
  • Il docente fa uso del sito di elearning del corso per caricare il materiale didattico.
Teaching methods

 

  • The course consists of face-to-face lectures.
  • PowerPoint presentations are used for lectures.
  • The teacher uses e-mails and meetings by appointment to communicate with students.
  • The teacher uses the e-learning website to download PowerPoint presentations.
Programma (contenuti dell'insegnamento)

ll corso intende fornire un'ampia comprensione della moderna chimica macromolecolare industriale con riferimento alla preparazione industriale, caratterizzazione e applicazione di tecnopolimeri e super-tecnopolimeri, derivanti in special modo da polimerizzazione a stadi. Attenzione particolare sarà dedicata all'analisi delle proprietà fisico-chimiche in vista dei possibili impieghi nei più importanti campi di applicazione su larga scala e in settori di nicchia. 

I principali argomenti trattati nel corso includeranno:

Generalità sui polimeri di interesse industriale come specialties e high-performance. Le materie plastiche per uno sviluppo sostenibile e compatibile con l'ambiente. La produzione industriale chimica mondiale e rilevanza dei polimeri. L'industria chimica dei polimeri in Italia. Settori di applicazione dei polimeri in Italia e nel mondo. Produzione industriale dei polimeri da petrolio e da fonti rinnovabili. Import e export. Mercato e costi.

Generalità e rilevanza industriale della polimerizzazione a stadi. Meccanismo e cinetica. Pesi molecolari e distribuzione dei pesi molecolari. Dipendenza del peso molecolare dalle condizioni di reazione.

Poliammidi: PA6, PA6,6, PA6,9, PA6,10, PA6,12. Intermedi e monomeri. Produzione industriale di altre poliammidi: PA4,6, PA11, PA12, PA13 e PA13,13. Intermedi e monomeri da varie materie prime, con particolare riferimento a quelli da fonti rinnovabili. Applicazioni delle poliammidi di più ampio uso: fibre e plastiche.

Arammidi: Kevlar e Nomex

Poliiimmidi con particolare riferimento al Kapton. Poliimmidi termoplastiche. Poliimmidi termoindurenti: PMR15 e LARC13; Kerimid. Polibenzimidazolo (PBI), polibenzossazolo (PBO) e polibenzotiazolo (PBTz): produzione industriale, proprietà e applicazioni.

Poliesteri a base aromatica (PET incluso BioPET, PBT, PCT e PEN) ed alifatica (PCL, PLA, PHA, PBS, PES)

Cristallizzazione da fase fusa

Poliesteri termotropici: Vectra e Xydar

Poliesteri insaturi

Policarbonati con particolare riferimento a quelli da bisfenolo A. Altre applicazioni industriali del bisfenolo A: resine epossidiche, poliarilati.

Alcuni esempi di super-tecnopolimeri: polisolfoni (PSU, PESU), polietere-etere-chetoni (PEEK, PEKK), polifenilensolfuro (PPS).

Poliuretani.

 

Syllabus

The course aims at providing a wide understanding of modern polymer industrial chemistry with respect to industrial preparation, characterization, application of engineering plastics and specialty polymers especially prepared by step-growth polymerization. Attention will also be devoted to analyzing the main physical-chemical properties, in view of the most important fields of large scale and niche applications.

The main topics covered in the course will include:

Overview of industrial polymers such as specialty and high-performance polymers. Sustainable and environmentally friendly plastics. Global chemical production and relevance of polymers. The polymer chemical industry in Italy. Polymer applications in Italy and worldwide. Industrial production of polymers from petroleum and renewable sources. Import and export. Market and costs.

Overview and industrial relevance of step-growth polymerization. Mechanism and kinetics. Molecular weights and molecular weight distributions. Relationship between molecular weight and reaction conditions.

Polyamides: PA6, PA6,6, PA6,9, PA6,10, PA6,12. Intermediates and monomers. Industrial production of other polyamides: PA4,6, PA11, PA12, PA13 and PA13,13. Intermediates and monomers from various raw materials, with a particular focus on those from renewable sources. Applications of commonly used polyamides: fibers and plastics.

Aramids: Kevlar and Nomex.

Thermosetting polyimides with a particular focus on Kapton. Thermoplastic polyimides. Thermosetting polyimides: PMR15 and LARC13; Kerimid. Polybenzimidazole (PBI), polybenzoxazole (PBO), and polybenzothiazole (PBTz): industrial production, properties, and applications.

Aromatic-based polyesters (including PET, BioPET, PBT, PCT, and PEN) and aliphatic-based polyesters (PCL, PLA, PHA, PBS, PES).

Crystallization from the melt phase.

Thermotropic polyesters: Vectra and Xydar.

Unsaturated polyesters.

Polycarbonates with a particular focus on those derived from bisphenol A. Other industrial applications of bisphenol A: epoxy resins, polyarylates.

Some examples of super engineering polymers: polysulfones (PSU, PESU), polyetheretherketones (PEEK, PEKK), polyphenylene sulfide (PPS).

Polyurethanes.

Bibliografia e materiale didattico

Libri di testo, capitoli di enciclopedie e materiale bibliografico vario saranno consigliati allo studente. Le diapositive delle lezioni frontali saranno messe a disposizione dello studente.

Bibliography

Textbooks, chapters in encyclopedias and further bibliography materials will be recommended. The slides of face-to-face classes will be made available.

Indicazioni per non frequentanti

Non ci sono particolari restrizioni o ulteriori obblighi per gli studenti non frequentanti. La frequenza è consigliata, ma non obbligatoria.

Non-attending students info

There are no special restrictions or further obligations for non-attending students. Attending the course is recommended, not compulsory.

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova orale.

Tale prova orale della durata media di 60 minuti tra lo studente e il docente  riguarda i contenuti del corso e serve a valutare il grado di apprendimento, in particolare la capacità di elaborare criticamente e autonomamente i principali concetti applicandoli ai diversi contesti proposti allo studente.

Il colloquio  avrà esito positivo se lo studente  dimostrerà di essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia scientifica corretta e se  risponderà correttamente alle domande concernenti i principali concetti del corso.

 

Assessment methods

An oral examination will be the assessment method.

The assessement, 60 minutes long on average, deals with the topics treated during the course and helps to evaluate the the level of proficiency, especially the capability of the student to elaborate critically and autonomally the principal concepts for applying them in different proposed contexts.

The assessment will be positive when the student will demonstrate to be able to express himself/herself clearly with appropriate scientific terminology and will answer in a correct way to questions relevant to the principal concepts of the course.

Ultimo aggiornamento 17/12/2023 19:08