Insegnamento TECNOLOGIA DEI POLIMERI
- Corso
- Ingegneria dei materiali e dei processi sostenibili
- Codice insegnamento
- A002468
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Luigi Torre
- Docenti
-
- Luigi Torre
- Ore
- 120 ore - Luigi Torre
- CFU
- 12
- Regolamento
- Coorte 2022
- Erogato
- 2022/23
- Attività
- Caratterizzante
- Ambito
- Discipline dell'ingegneria
- Settore
- ING-IND/22
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa monodisciplinare
- Lingua insegnamento
- Italiano
- Contenuti
- • Sintesi dei polimeri e reazioni di polimerizzazione
• Proprietà chimico fisiche dei polimeri,
• Proprietà meccaniche e viscoelasticità.
• Assorbimento e solubilità, degradazione e stabilizzazione dei polimeri.
• Cenni reologia e reometria dei polimeri fusi.
• Tecniche di lavorazione dei Polimeri.
• Riciclo dei materiali polimerici - Testi di riferimento
- Fondamenti di struttura, proprietà e tecnologia dei polimeri a cura di Enrico Pedemonte http://nuovacultura.it/catalogo/fondamenti-struttura-proprieta-tecnologia-dei-polimeri/
R. J. Young and P.A. Lowel: Indroduction to Polymers. Chapman ed.
F. Rodriguez: “Principles of Polymer Systems” Mc Graw Hill - Obiettivi formativi
- Fornire allo studente i fondamenti della scienza dei materiali polimerici, a partire dalla sintesi alla lavorazione fino al riuso e riciclo. Alla fine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze, che lo renderanno in grado di comprendere i criteri utilizzati nella selezione del materiale polimerico più idoneo ad una determinata applicazione; avrà gli strumenti per comprendere il comportamento di un manufatto in materiale polimerico in funzione della temperatura ed in differenti condizioni ambientali; conoscerà e sarà in grado di mettere a confronto i principali processi di produzione e le loro problematiche, infine avrà i fondamenti dei processi di riciclo dei polimeri. Lo studente sarà quindi in grado di capire come si comportano i materiali polimerici durante il loro esercizio, avrà le basi per affrontare eventuali problemi che si verificano in ambito industriale, sia per quanto riguarda la lavorazione che il comportamento fisico meccanico di un manufatto polimerico.
- Prerequisiti
- Scienza e Tecnologia dei Materiali.
- Metodi didattici
- Insegnamento Fronatale e visite di laboratorio
- Modalità di verifica dell'apprendimento
- Esercizi da svolgere a casa, due esoneri intercorso o un prova scritta finale; prova orale con la presentazione di una tesina.
- Programma esteso
- Il Corso prenderà in esame i principali aspetti delle caratteristiche, delle proprietà e delle tecnologie dei materiali polimerici. Partendo dalle definizioni e dalle caratteristiche chimico fisiche dei materiali polimerici, verranno studiati i processi di sintesi dei polimeri, le loro proprietà, la caratterizzazione ed il loro comportamento. Infine verranno studiati i principali processi per la produzione ed il riciclo dei manufatti polimerici
Definizioni, struttura, classificazione: polimeri termoplastici, polimeri termoindurenti, omo e co-polimeri, peso molecolare e distribuzione dei pesi molecolari. Polimeri comuni, tecnopolimeri, biopolimeri, e blends.
Polimerizzazione a stadi: Introduzione, meccanismo di reazione. Teoria di Carothers, teoria di Flory (distribuzione più probabile), cinetica, policondensazione polifunzionale: teoria di Carothers e teoria di Flory sulla gelificazione.
Polimerizzazione a catena: Meccanismo di reazione, cinetica, energia di attivazione, grado di polimerizzazione medio, auto-accelerazione, trasferimento di catena, effetti della temperatura, inibizione e ritardo.
Copolimerizzazione: Classificazione dei copolimeri. Equazione di composizione di un copolimero, grafico fa-Fa. Miscela azeotropica. Determinazione della quantità di monomero non reagito.
Viscoelasticità: Definizioni. Variazione di stress e strain nel tempo. Modello di Maxwell; Modello di Voigt (o Kelvin); Standard Linear Solid. Principio di sovrapposizione di Boltzman, Test meccanico-dinamici. Pendolo di torsione. Dipendenza del comportamento viscoelastico dalla frequenza. Transizioni e strutture polimeriche.
Reologia e Reometria: comportamento reologico dei polimeri misurazione della viscosità dei fusi polimerici, sovrapposizione tempo temperatura, Eq, WLF
Struttura: Cristalli polimerici. Determinazione della struttura cristallina. Polimeri semicristallini, sferuliti, grado di cristallinità, spessore del cristallo e orientazione, Termodinamica della cristallizzazione e meccanismo molecolare, teoria di Hoffman. Legge di Avrami. Fusione, fattori che influenzano la temperatura di fusione Polimeri amorfi. Teoria del volume libero e transizione vetrosa, Eq. Gordon-Taylor copolimeri. Dipendenza della Tg dalla struttura chimica. Elastomeri
Caratterizzazione: analisi termica: Calorimetria termogravimetria, dilatometria, esempi ed apparecchiature
Proprietà meccaniche:. “Yield “dei polimeri, fenomenologia, necking, Criteri di snervamento con dipendenza dalla pressione. Dipendenza da velocità e temperatura
Solubilità ed assorbimento dei polimeri: Diffusione Fickiana e Case II, criteri di solubilità dei materiali polimerici, parametro di solubilità, teoria di flory Huggings.
Lavorazione:. Processi di produzione dei materiali polimerici, Estrusione e co-estrusione concetti base e funzionamento. Filatura e Filmatura apparecchiature ed esempi di modellazione di processo. Stampaggio ad iniezione principi di funzionamento e principali problematiche.
Riciclo e riutilizzo dei materiali polimerici, problematiche e principali tecniche.