Obiettivi Formativi

Il corso fornisce le conoscenze di base della sintesi di macromolecole e materiali polimerici, le loro proprietà ed utilizzi.

Learning Goals

The course provides basic knowledge of the synthesis of macromolecules and polymeric materials, their properties and uses.

Metodi didattici

Lezioni frontali

Teaching Methods

Frontal lessons

Prerequisiti

Lo studente deve avere conoscenze di base di chimica industriale e chimica organica.

Prerequisites

The student must have basic knowledge of industrial chemistry and organic chemistry.

Verifiche dell'apprendimento

L’esame finale consiste in un colloquio per accertare la comprensione degli argomenti sviluppati nel corso.

Assessment

Oral examination concerning the topics of the course.

Programma del Corso

Il corso affronta sia su aspetti di base sia aspetti applicativi relativi alla scienza dei materiali polimerici con particolare riferimento alla sintesi e caratterizzazione e alla relazione tra struttura e proprietà. Verranno inoltre approfonditi aspetti relativi alla tecnologia dei materiali polimerici (tecniche di lavorazione e trasformazione dei materiali polimerici). La parte finale del corso è dedicata alla trattazione di polimeri particolari (polimeri conduttori) e ad usi particolari di polimeri comuni (farmaceutici e biomedici). Verranno inoltre presentate le varie categorie di polimeri biodegradabili e classificati in base al loro impatto sull’ambiente e alle loro proprietà a confronto con i polimeri di origine petrolchimica. Verranno descritte le metodologie e i problemi coinvolti nel riciclo di materie plastiche. Introduzione ai polimeri e ai materiali polimerici: Cenni storici, Concetto di macromolecola, Caratteristiche strutturali dei polimeri, Classificazione dei polimeri, Relazioni struttura proprietà. Sintesi dei polimeri: Polimerizzazione a stadi, Polimerizzazione a catena, Polimerizzazione radicalica, Polimerizzazione anionica, Polimerizzazione cationica. Polimerizzazioni stereospecifiche. Tecniche di polimerizzazione (Polimerizzazione bulk, in soluzione, in sospensione e in emulsione) Caratterizzazione dei polimeri e dei materiali polimerici: Metodi per la determinazione dei pesi molecolari (Osmometria, Light Scattering, Viscosimetria, Cromatografia ad esclusione sterica). Metodi spettroscopici, Microscopia elettronica a scansione, Diffrattometria a raggi X. Stato fisico nei polimeri: Polimeri cristallini, Cambiamento di stato nei polimeri, Polimeri amorfi, Transizione vetrosa, Elastomeri, cenni sull’elasticità delle gomme. Tecnologia dei materiali polimerici: Tecnologia dei materiali termoplastici e termoindurenti, Principali aspetti di un processo di lavorazione, tecnologie di trasformazione. Polimeri per usi speciali: Polimeri conduttori, Polimeri per applicazioni biomediche e farmaceutiche. Polimeri biodegradabili: Polimeri degradabili, polimeri frammentabili di origine petrolchimica, Biopolimeri, Utilizzo di biopolimeri (packaging alimentare, campo medico, agricoltura), Biodegradazione, Parametri che influenzano la biodegradazione. Riciclo di materie plastiche: Problemi principali nel riciclo delle materie plastiche, Influenza della struttura e della morfologia sul comportamento dei polimeri, Generalità sulle apparecchiature per il riciclo delle materie plastiche.

Course Syllabus

The course will cover both fundamental and applicative aspects concerning the science of polymeric materials, in particular their synthesis and characterization and relationship between structure and properties. Aspects concerning the technology of polymeric materials (processing and transformation techniques) will also be deepened. The final part of the course is focused on polymers for special application (e.g. conducting polymers) and polymers for pharmaceutical and biomedical application. Different biodegradable polymers will also be presented and classified according to their environmental impact and their properties compared with polymers of petrochemical origin. Methodologies and problems involved in the recycling of plastics will be described. Fundamentals of polymer and polymeric materials: Macromolecules, characteristics of polymers, types of polymers, Structure-properties relationship. Polymer synthesis: Step-growth polymerization, free-radical addition, polymerization, cationic and anionic polymerization. Polymerization techniques: Bulk polymerization. Solution polymerization, Suspension polymerization, Emulsion polymerization. Characterization of polymers and polymeric materials: Characterization of molecular weight (Osmometry, Light Scattering, Viscosimetry, Size-Exclusion Chromatography). Spectroscopic methods, Scanning Electron Microscopy, X-Ray Diffraction. Physic state of polymers: Crystalline Polymer, Transition in polymers, Amorphous polymers, Glass transition, Elastomers. Polymers technology: Technology of thermoplastics and thermosetting polymers, Processing, Transformation technologies of polymeric materials Polymers for Special Applications: Conducting polymers, Polymers for biomedical and pharmaceutical applications. Biodegradable polymers: Degradable polymers, fragmentable plastics, biopolymers, use of biopolymers (food packaging, medical use, agriculture), biodegradation, parameters affecting biodegradation. Plastic recycling: Plastics recycling problems, Influence of structure and morphology ion the polymers behaviour, Plastic recycling equipments