Obiettivi formativi
Incorporare i principi di sostenibilità nei concetti di scienza dei polimeri.
Comprendere la struttura e le proprietà dei polimeri sostenibili.
Comprendere l’approccio dell’economia circolare nel campo dei polimeri.
Valutare l'applicazione e il destino dei polimeri in funzione della loro struttura chimica.
Prerequisiti
Principi di Chimica Organica, Fondamenti di chimica macromolecolare: strutture polimeriche; sistemi termoplastici e termoindurenti; Temperatura caratteristica per sistemi polimerici (temperature di transizione vetrosa, fusione e cristallizzazione)
Per coloro che non hanno frequentato un corso di chimica dei polimeri verrà fornito un breve riepilogo della chimica di base dei polimeri (massimo 1 CFU)
Contenuti dell'insegnamento
Conoscenza e capacità di comprensione: lo scopo del corso è fornire allo studente nozioni fondamentali sulla produzione e sulle proprietà dei materiali polimerici rinnovabili, sostenibili e riprocessabili.
Programma esteso
Programma
Parte teorica (5 CFU)
1. Definizione di sostenibilità, polimeri sostenibili, Principali categorie di polimeri: polimeri biobased e sintetici
2. Durabilità e degrado delle materie plastiche: meccanismi di invecchiamento (degradazione termica, ossidazione meccanica, ossidazione termica, fotolisi e fotoossidazione) esempi di degrado di alcune plastiche rilevanti. Stabilizzazione dei polimeri. Valutazione della durata (invecchiamento accelerato, indice di ossidazione, valutazione del tempo di induzione)
3. Il problema dell'inquinamento da plastica: gestione del fine vita: classificazione della tipologia di riciclo: riciclo primario, secondario, terziario e quaternario, riciclo a materia prima.
4. Polimeri naturali (proteine, lipidi, poliesteri); polimeri sintetici a base biologica (bioplastiche non biodegradabili come bio-PE, PA-11, PTT; plastiche naturali biodegradabili come PLA, PHA, PBS, plastiche biodegradabili a base fossile come PBAT e PCL. Esempi di applicazione industriale.
5. Riprocessabilità dei termoindurenti: vitrimeri
Esperienze di laboratorio (1 CFU)
1. Sintesi e caratterizzazione dell'acido polilattico (PLA);
2. Determinazione del peso molecolare dei polimeri mediante GPC
3. Estrusione meccanica del PLA
4. Sintesi di un vitrimero
Bibliografia
Dispense e presentazioni ppt forniti dai docenti. In casi specifici verranno fornite pubblicazioni scientifiche
Metodi didattici
Il corso si articola in 40 ore (5CFU) di lezioni frontali e 15 ore (1 CFU) di laboratori didattici.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto ed orale, da svolgersi in inglese o italiano a scelta dello studente.
La verifica dell’apprendimento comprende una prova scritta con domande aperte sui principali argomenti presentati nel corso. Questo tipo di verifica permette di determinare sia in valore assoluto che comparativo 1) la padronanza degli argomenti; 2) la capacità di rispondere puntualmente a domande specifiche; 3) la capacità di esposizione; 4) la proprietà del linguaggio scientifico.
Ad ogni domanda verrà assegnato un punteggio da 0 a 5, eventualmente corretto per un coefficiente di difficoltà dipendente dalla natura della domanda. I singoli punteggi verranno poi sommati e scalati per essere riportati alla votazione in trentesimi.
Ad essa seguirà una prova orale che verterà sulla capacità degli studenti di applicare le nozioni apprese alla risoluzione di problemi reali. Il voto finale sarà la media pesata del voto dello scritto a cui si sommano da 0 a 3 punti dell'orale, il tutto in trentesimi.
Altre informazioni
Il materiale didattico viene messo a disposizione degli studenti su Elly. I docenti ricevono gli studenti per chiarimenti e discussioni, previo appuntamento. Le date degli appelli verranno concordate con gli studenti. Si prevedono almeno 5 appelli per sessione.
