LABORATORIO DI CHIMICA INDUSTRIALE

iten
Codice
64766
ANNO ACCADEMICO
2021/2022
CFU
10 cfu al 2° anno di 9020 CHIMICA INDUSTRIALE (LM-71) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
CHIM/04
SEDE
GENOVA (CHIMICA INDUSTRIALE )
materiale didattico

PRESENTAZIONE

L’insegnamento fornisce gli strumenti pratici per sviluppare conoscenze su metodi di laboratorio per la sintesi, la formulazione e la caratterizzazione di materiali di rilevante interesse industriale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire conoscenze su metodi di laboratorio per la polimerizzazione e la caratterizzazione di materiali polimerici, compositi e oli lubrificanti.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'insegnamento è suddiviso in due moduli da 5 CFU tenuti da due diversi docenti. Si rimanda alla consultazione delle schede di insegnamento dei singoli moduli per avere informazioni più dettagliate al riguardo.

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte e lo studio individuale consentiranno allo studente di: 

- conoscere in modo approfondito le principali tecniche di polimerizzazione ed essere in grado di condurre sperimentalmente alcune sintesi;

- identificare e saper utilizzare i principali tipi di tecniche di caratterizzazione dei polimeri;

- comprendere le potenzialità e i limiti dei metodi di caratterizzazione strumentale;

- acquisire una terminologia scientifica corretta per lo studio della chimica macromolecolare. 

PREREQUISITI

Nessuno.

MODALITA' DIDATTICHE

Esperienze di laboratorio precedute da lezioni introduttive delle attività proposte. La frequenza alle attività di laboratorio è obbligatoria.

Copia delle slide, presentate a lezione, saranno disponibili su AulaWeb e utilizzabili come base per lo studio. Le slide possono essere solo un riferimento per lo studio degli argomenti trattati, da affiancare alla frequenza delle esercitazioni e o allo studio su testi. 

PROGRAMMA/CONTENUTO

MODULO I

- PREPARAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI FORMULAZIONI A BASE DI OLI LUBRIFICANTI.

Le formulazioni verranno preparate utilizzando composti normalmente applicati nell’industria degli oli lubrificanti e tenendo conto delle conoscenze acquisite in alcuni insegnamenti teorici. Per quanto riguarda la caratterizzazione delle formulazioni preparate, verranno effettuate misure di viscosità utilizzando il viscosimetro Hoppler e Engler. Verranno valutati l’indice di viscosità per mezzo del viscosimetro Cannon-Fenske e i punti di infiammabilità a vaso chiuso e a vaso aperto. Verranno inoltre effettuate misure reologiche utilizzando un viscosimetro rotazionale. Gli studenti, elaborando i dati di caratterizzazione raccolti dai vari gruppi, potranno correlare le condizioni di preparazione delle formulazioni con le proprietà finali delle stesse. Durante il corso, verrà illustrato il metodo più efficace per descrivere i risultati sperimentali attraverso l’elaborazione di una relazione. Le esperienze effettuate in laboratorio termineranno con una discussione sui risultati ottenuti. Al momento di confronto parteciperà anche un esperto industriale del settore.

PREPARAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI FORMULAZIONI A BASE DI MATERIALI POLIMERICI.

Verranno sviluppate formulazioni a base di polimeri, combinando matrici polimeriche con nanofiller inorganici. In particolare, verrà modificato un nanofiller commerciale, attraverso l’utilizzo di diversi tipi di compatibilizzanti. Tale attività di laboratorio verrà progettata direttamente dagli studenti, partendo da procedure riportate in letteratura. I nanofiller modificati verranno caratterizzati attraverso misure termogravimetriche (TGA) e di diffrazione di raggi X. I risultati verranno discussi dagli studenti in aula ed attraverso l’elaborazione di relazioni, confrontando i dati ottenuti con quelli riportati in letteratura. A tal fine, verranno forniti metodi per effettuare una ricerca bibliografica dettagliata. I sistemi preparati verranno utilizzati per sviluppare sistemi nanostrutturati a base di poliammide 6, applicando il metodo della polimerizzazione in situ. Tale esperienza permetterà agli studenti di applicare alcuni concetti fondamentali analizzati in corsi teorici di chimica macromolecolare (vedi ad esempio programma dettagliato del corso di Sintesi e Produzione Industriale di Polimeri). I sistemi preparati verranno caratterizzati attraverso misure di diffrazione di raggi X, analisi microscopiche e prove meccaniche.

MODULO II

Verranno realizzate sintesi di polimeri in massa ed emulsione, dopo aver purificato monomero e iniziatore con diversi metodi. Verranno correlati i parametri di sintesi, quali la concentrazione del monomero, dell’iniziatore, del tensioattivo con le rese e le masse molecolari dei polimeri ottenuti.

I risultati verranno discussi dagli studenti, confrontando i dati ottenuti da ciascun gruppo che avrà operato in diverse condizioni di sintesi. Tale esperienza permetterà agli studenti di applicare alcuni concetti fondamentali analizzati in corsi teorici di chimica macromolecolare.

I polimeri saranno frazionati e caratterizzati attraverso misure viscosimetriche con viscosimetro Ubbelohde, così da ottenerne i pesi molecolari viscosimetrici, mediante analisi termiche (calorimetria differenziale a scansione), così da ottenerne le temperature di transizioni vetrose, e spettroscopiche (spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier), con diversi metodi di campionamento e analisi (Trasmissione, ATR, DRIFT).

Saranno poi preparate miscele di polimeri, di cui sarà studiata la miscibilità mediante analisi termica e mediante l’uso di equazioni semi-empiriche previsionali. Saranno condotte misure di proprietà superficiali di polimeri, mediante determinazione dell’angolo di contatto.

Le esperienze effettuate in laboratorio termineranno con una discussione sui risultati ottenuti e con l’impostazione delle relazioni finali da consegnare come parte integrante dell’esame.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

S.R. Sandler, W. Karo, J.A. Bonesteel, E.M. Pearce. Polymer Synthesis and Characterization, Academic Press, New York

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Sempre su appuntamento via e-mail (orietta.monticelli@unige.it).

Ricevimento: Tutti i giorni su appuntamento, anche attraverso piattaforma Teams.

LEZIONI

MODALITA' DIDATTICHE

Esperienze di laboratorio precedute da lezioni introduttive delle attività proposte. La frequenza alle attività di laboratorio è obbligatoria.

Copia delle slide, presentate a lezione, saranno disponibili su AulaWeb e utilizzabili come base per lo studio. Le slide possono essere solo un riferimento per lo studio degli argomenti trattati, da affiancare alla frequenza delle esercitazioni e o allo studio su testi. 

INIZIO LEZIONI

L'insegnamento si tiene nel corso del I semestre.

Il primo modulo avrà inizio in data 4 ottobre 2021. Il secondo modulo inizierà indicativamente a metà novembre 2021, al termine del primo modulo.

L'orario delle lezioni è reperibile agli indirizzi:

https://corsi.unige.it/9020/p/studenti-orario

https://chimica.unige.it/node/390

 

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

La verifica dell'apprendimento è effettuata mediante un esame orale finale, condotto da due docenti, avente una durata di circa 60 minuti, che accerta le conoscenze acquisite dallo studente e la capacità di affrontare i problemi pratici riguardanti le esperienze di laboratorio. Gli studenti saranno tenuti a consegnare le relazioni delle esperienze di laboratorio al termine dell'insegnamento. Le relazioni saranno valutate in base al loro contenuto e alla loro forma.

La valutazione si baserà sull’esame orale (30 %), sulle relazioni di laboratorio (40 %) e sullo svolgimento (precisione, comportamento, puntualità, ordine) delle attività pratiche (30 %).

Quando gli obiettivi formativi dell'insegnamento non sono raggiunti, lo studente è invitato ad approfondire lo studio e ad avvalersi di ulteriori spiegazioni da parte del docente. Per garantire la corrispondenza tra gli argomenti dell'esame e quelli svolti durante il corso, viene inserita nella pagina di AulaWeb sia il programma dettagliato che il registro delle lezioni dell’insegnamento, in modo che gli studenti stessi possano verificarne l'aderenza.

In casi di emergenza e solo in seguito a specifiche disposizioni emanate espressamente dall’Ateneo di Genova, la modalità di svolgimento degli esami di profitto potranno essere modificate fino a prevedere la possibilità di sostenere la prova on line.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento di ogni argomento verranno dati nel corso delle lezioni e delle esercitazioni.

Sia mediante le relazioni delle esperienze di laboratorio sia mediante l'esame orale verrà valutata la capacità dello studente di ragionare criticamente sugli argomenti esposti, di aver elaborato e fatto propri i concetti presentati a lezione e di aver integrato le informazioni provenienti dai vari argomenti mediante lo studio personale. Verrà valutata la capacità di descrivere le principali tecniche di sintesi e caratterizzazione di polimeri in modo chiaro e con una terminologia scientifica corretta; sarà inoltre considerata la qualità dell'esposizione. 

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note