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Oggetto:
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CHIMICA DELLE MACROMOLECOLE E DEI PROCESSI COMBUSTIVI

Oggetto:

MACROMOLECULAR CHEMISTRY AND COMBUSTION PROCESSES

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MFN0198
Docenti
Prof. Maria Paola Luda (Titolare del corso)
Prof.ssa Valentina Brunella (Titolare del corso)
Prof. Marco Zanetti (Titolare del corso)
Corso di studio
Corso di laurea magistrale in Chimica Clinica Forense e dello Sport D.M. 270
Anno
1° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
CHIM/04 - chimica industriale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Conoscenza delle basi della chimica macromolecolare: unità strutturali, transizioni di fase e temperature caratteristiche dei sistemi polimerici, processi di sintesi e di trasformazione dei principali sistemi polimerici
Propedeutico a
Il corso è autoconsistente
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

In accordo con gli obiettivi formativi del Corso di Studi che prevedono l'approfondimento di tematiche specialistiche di interesse clinico forense quali i processi combustivi e la caratterizzazione di microreperti polimerici, l'insegnamento si propone di:

-fornire le principali relazioni proprietà/struttura dei sistemi polimerici finalizzate ad indagini forensi e dello sport.

- interpretare il comportamento dei materiali polimerici in caso di incendio e descrivere i principali sistemi di ritardo alla fiamma.

- descrivere la composizione dei principali prodotti vernicianti, delle fibre tessili e degli adesivi, con finalità deformulative e di indagine forense

-utilizzare le principali metodologie di caratterizzazione dei sistemi polimerici ed interpretarne i risultati, con particolare enfasi su analisi di campioni di dimensioni microscopiche.

 

 according to the master course objectives, teaching aims are :

-knowing polymer structure-properties relationship, aimed to sport and forensic investigation

-understanding fire behavior of polymers and fire retardance actvities

- knowing paint and varnishes composition, adhesives and texile fibers constitution  aimed to deformulation and forensin investigation

-properly using the main polymer characterisation techniques and correctly interpretating their results

 

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Risultati dell'apprendimento attesi

Al termine del corso lo studente sarà in grado di conoscere gli aspetti teorici e pratici delle principali tecniche di indagine per materiali polimerici, conoscerà i principi di base dei processi combustivi e degradativi delle sostanze polimeriche ed i sistemi stabilizzanti e ritardanti di fiamma generalmente utilizzati. Conoscerà inoltre le principali fibre tessili , prodotti vernicianti ed adesivi e le metodiche di indagine a questi applicabili in particolare con finalità di tipo deformulativo-composizionale e funzionale.

 

At the end of this course students are expected to be able to handle the main polymer experimental techinque, to deal with the teoretical and practical basis of the fire behavior and fire retardance of polymers. Eventually students will know about the main adhesives, texiles, paint and varnish systems, maily focusing on their forensic significance.

 

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Programma

lezioni frontali
◦ -Richiamo sulle proprietà fisiche e chimiche dei sistemi polimerici
termoplastici e termoindurenti: densità, transizioni, degradazione termica
e ossidativa Stabilizzazione di sistemi polimerici, metodi di indagine . (6
ore)
-Processi combustivi e ritardo alla fiamma di sistemi polimerici, principali
tecniche di indagine, (4 ore)
◦ -Caratterizzazione di polimeri: Applicazione delle principali tecniche di
indagine: IR, analisi termiche, metodi di pirolisi, misura dei pesi
molecolari(10 ore)
◦ -Fibre tessili. Fibre tessili di origine vegetale, animale, minerale; fibre
tessili artificiali e sintetiche: caratterizzazione (4 ore)
◦ -Prodotti vernicianti. Componenti dei prodotti vernicianti: leganti,
pigmenti, solventi, additivi. descrizione dei principali sistemi in base alla
natura dei leganti:. Caratterizzazione. Adesivi: meccanismi di adesione,
classificazione, caratterizzazione (6 ore)
Nelle ore precedentemente indicate verranno presentati casi pratici di
analisi forense relativi a combustione ed incendi , prodotti vernicianti,
fibre tessili, adesivi, decadimento di proprietà per mancata o erronea
stabilizzazione
Esercitazioni di laboratorio
◦ Riconoscimento di materiali polimerici con tecniche semplici (densità),
comportamento al fuoco e al calore, determinazione dell’infiammabilità di
sistemi polimerici spettroscopia IR in ATR e trasmissione(8 ore)
◦ Applicazioni dell’analisi termica e della spettroscopia IR per l'identificazione di campioni polimerici incogniti.(8 ore)
Esercitazioni in aula (12 ore)
◦Metodi di misura dei pesi molecolari
-Analisi IR qualitativa e quantitativa
-Metodi di pirolisi
-Analisi termo gravimetriche e di calorimetria differenziale


 

Theory
◦ Survey of chemical and physical properties of main thermoplastic and
thermosetting polymer systems: density, state transition thermal and
thermo-oxidative degradation Stabilization of polymers and. (6h)
Combustion and fire retardance of polymers and their evaluation (4h)
◦ -Polymer characterization techniques and their application: e: IR,
thermal analysis analytical pyrolysis, molecular weight determination
(10h)
◦ -Textiles: natural fibers artificial fibers and synthetic fibers,
characterization techniques (4h)
◦ Coatings. formulation: solvent, binders, additives. Characterization
Adhesives: adhesion mechanism classifications characterization (6 h)

For most of the these topics some problem-solving and forensic case will
presented and discussed.
Laboratory
◦ Evaluation of polymer density and combustion performance of
polymers for analytical purpose Ir spectroscopy applied to polmers (8h)
◦ Thermal analysis, IR spectroscopy  for polymer identification and characterization
(8h)

Classroom exercises (12h)
◦molecular weigh determination
IR qualitative and quantitative
Pyrolysis
Thermal analysis


 

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Modalità di insegnamento

lezioni frontali (32 ore),  esercitazioni  (12 ore)  e  laboratorio (16 ore) attività in presenza.

La presenza alle lezioni ed alle esercitazioni è opzionale, la presenza alle attività di laboratorio  è obbligatoria e lo studente deve essere presente  almeno il 70% del tempo dedicato a tale attività. In particolare, le ore di laboratorio sono divise in due parti: nella prima parte, in presenza, gli studenti caratterizzano polimeri senza additivi con tecniche non strumentali e con FTIR; nella seconda parte, gli studenti divisi in gruppi devono identificare un campione incognito, che può essere un polimero, un copolimero o una miscela con additivi e/o cariche, tramite tecniche strumentali. Ogni gruppo prepara una presentazione power piont da fare ai compagni l'ultimo giorno di laboratorio.

Le esercitazioni vanno consegnate entro qualche giorno dall'esercitazione corrispondente.

Sono a disposizione degli studenti nel materiale didattico pubblicato si piattaforma moodle del corso le slide proiettate a lezione ed eventuale materiale didattico di approfondimento/tests

 

classroom lectures (32 hours), classroom tutorial and exercises (12 hours), lab practice (16 hours).

Attendance to the classromn lectures and exercises is optional. Partecipation to the lab practice is mandatory ( 70% of the total hours at least).

Lab hours are divided in two parts. In the first ones, students characterize polymers without additives with simple techniques and FTIR. In the second ones students,  divided into groups, have to identify an unknown sample, which may be a polymer, a copolymer or a mixture with additives and/or fillers, using instrumental techniques. At the end each student shows and discusses its power point presentantion.

Exercizes have to be delivered at least 4-5 days after the correspondant lecture.

Slides of the lectures and other didactic material/tests are available to the students in the course moodle platform

 

 

 
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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento prevede

-una valutazione del laboratorio e precisamente della presentazione di gruppo sul campione incognito a fine laboratorio, che viene valutata fino a 5 punti e una valutaizone delle esercitazioni, che vengono valutate fino a 5 punti, .

L'esame orale consiste in un colloquio orale in presenza di circa 30-45 minuti . Verranno valutati:
-  la capacità di sintesi e di esposizione  dello studente,   chiedendo allo studente di esporre a sua scelta uno degli argomenti del corso . (Fino a 10 punti)

- il raggiungimento delle competenze richieste, in un secondo momento del colloquio su di un argomento a scelta del docente. (fino a 10 punti)

nella valutazione si terrà conto della capacità critica e di sintesi nell'esposizione orale, della capacità dii organizzare i dati e di fare riferimento a fonti bibliografiche autonome,nella presentazione dei dati di laboratorio e la relazione sulle esercitazioni in aula .

Ogni parte del colloquio avrà uguale valore ai fini del raggiungimento del voto finale , espresso in /30.

Gli esami saranno tenuti in presenza e, solamente in caso di situazioni di fragilità dovute al COVID-19,  a distanza in accordo con  il Decreto Rettorale n.1097/2020 . Indipendente mente dall'iscrizione all'esame, tutti gli studenti che intendono sostenerlo devono essere presenti il giorno dell'appello, per organizzare insieme al docente i turni d'esame.

Evaluation involves an evalutaion of the power point presentation on complex unknown sample at the end of the lab, that is up yo 5 points, an evaluation of the exercizes, that is up to 5 points and an oral exam.

The oral interview during 30-45 min consisting of two parts of the same significance in relation to the final note construction:

-synthesis ability will be tested asking the student to introduce one of the topic freely selected among those of this course (uo to 10 points)

- objectives achievement and understanding will be assessed through  discussion of a second topic selected by the teacher (up to 10 points)

-critical skills  and data management ability will be assessed  by presenting lab results and discuting the classroom practices. (up to 10 points)

Exam will be face to face, except in the case of fragility due to COVID-19, when on line exams will be organized according to the Decreto Rettorale n.1097/2020 . All students, independently on exam registration, are asked to be present the day of the exam in order to organize examination order, in accordance with the professors.

 

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Attività di supporto

saranno organizati, se possibile,  uno o due seminari sugli argomenti svolti durante il corso con riferimento a casi applicativi di recente sviluppo

 

one or two seminars on  course topics concerning their recent developments 

 

Testi consigliati e bibliografia



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Altro
Titolo:  
slides del corso
Descrizione:  
slides proiettate a lezione
URL:  
Obbligatorio:  
Si
Oggetto:

S. Brückner, G. Allegra, M. Pegoraro, F.P. La Mantia “Scienza e Tecnologia dei Materiali Polimerici” EdiSES 2001; S. Turri “Vernici. Materiali, tecnologie, proprietà” CEA Editore 2007 ISBN: 8840813845; Hans Georg Helias “An introduction to Plastics” 2nd ed. Wiley WCH Weinheim 2003; Hummel Scholl “ Atlas of Polymer and Plastics analysis” vol 2 part b/I (text) Carl Hanser Verlag Munich, VCH Publisher 1988

for recommended books see the italian section



Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    09/02/2022 alle ore 08:00
    Chiusura registrazione
    30/04/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 08/07/2022 10:56