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Oggetto:
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CHIMICA DELLE MACROMOLECOLE E DEI PROCESSI COMBUSTIVI

Oggetto:

MACROMOLECULAR CHEMISTRY AND COMBUSTION PROCESSES

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Anno accademico 2019/2020

Codice dell'attività didattica
MFN0198
Docenti
Prof. Maria Paola Luda (Titolare del corso)
Dott. Valentina Brunella (Titolare del corso)
Prof. Marco Zanetti (Titolare del corso)
Corso di studi
Corso di laurea magistrale in Chimica Clinica Forense e dello Sport D.M. 270
Anno
1° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
CHIM/04 - chimica industriale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'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 descrive 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.

  DIDATTICA ALTERNATIVA: Obiettivi formativi invariati

 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

  ON LINE ALTERNATIVE TEACHING: Training Objective unchanged

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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.

  DIDATTICA ALTERNATIVA: Risultati dell'apprendimento invariati

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.

  ON LINE ALTERNATIVE TEACHING: Expected learning outcomes

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Modalità di insegnamento

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

La presenza alle esercitazioni di laboratorio è consigliata, mentre il laboratorio è obbligatorio 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 gli studenti caratterizzano polimeri senza additivi con tecniche non strumentali e con FTIR; nella seconda parte gli studenti divisi in gruppi devono caratterizzare e identificare un campione incognito, che può essere un polimero, un copolimero o una miscela con additivi e/o cariche, tramite tecniche strumentali. Ogni gruppo discute i suoi risultati con una relazione da consegnare a fine corso.

Le esercitazioni vanno consegnate entro qualche giorno dall'esercitazione in diretta.

DIDATTICA ALTERNATIVA

Il corso (parte teorica) è erogato in modalità a distanza per tutto il periodo di chiusura delle strutture didattiche dell'Università in relazione al DM "#IoRestoaCasa" con:

Materiale didattico pubblicato su Campusnet e moodle: lezioni asincrone (registrate) proposte agli studenti secondo il calendario didattico e in accordo con la tempistica delle esercitazioni; Le registrazioni sui vari argomenti sono frazionate in modo da durare al massimo 30 min.  Files .pdf disponibili su campusnet con lo stesso contenuto delle registrazioni

  • Preparazione agli esami: compiti proposti via moodle, senza valutazione. Gli studenti che consegneranno il compito risolto riceveranno una correzione personale (in genere entro una settimana dalla consegna) con possibilità per gli studenti di chiedere ulteriori spiegazioni sempre via moodle. Al termine del corso verranno pubblicate sulla pagina del corso moodle le soluzioni di tutti i compiti proposti
  • Comunicazione con gli studenti: email per domande di carattere personale

Le esercitazioni sono svolte via webex in diretta, il laboratorio è svolto via webex in diretta con video tutorial delle diverse tecniche strumentali e con discussione dei dati sperimentali.

 

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

partecipation to the lab practice is mandatory ( 70% of the total hours at least). More precisely, 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 characterize and 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 discusses its result with a written document.

Exercizes have to be delivered at least 4-5 days after online lesson.

 

ON LINE ALTERNATIVE TEACHING

Il corso (parte teorica) è erogato in modalità a distanza per tutto il periodo di chiusura delle strutture didattiche dell'Università in relazione al DM "#IoRestoaCasa" con:

Materiale didattico pubblicato su Campusnet e moodle: lezioni asincrone (registrate) proposte agli studenti secondo il calendario didattico e in accordo con la tempistica delle esercitazioni; Le registrazioni sui vari argomenti sono frazionate in modo da durare al massimo 30 min.  Files .pdf disponibili su campusnet con lo stesso contenuto delle registrazioni

  • Preparazione agli esami: compiti proposti via moodle, senza valutazione. Gli studenti che consegneranno il compito risolto riceveranno una correzione personale (in genere entro una settimana dalla consegna) con possibilità per gli studenti di chiedere ulteriori spiegazioni sempre via moodle. Al termine del corso verranno pubblicate sulla pagina del corso moodle le soluzioni di tutti i compiti proposti
  • Comunicazione con gli studenti: email per domande di carattere personale
The exercises are carried out via webex live, the laboratory is carried out via webex live with video tutorials of the various instrumental techniques and with discussion of the experimental data.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento prevede una valutazione della presentazione di gruppo sul campione incognito a fine laboratorio, che viene valutata fino a 5 punti, una valutaizone delle esercitazioni, che vanno consegnate almeno una settimana prima dell'orale e che vengono valutate fino a 5 punti, ed un esame orale.

L'esame consiste in un colloquio orale 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 .

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

-la capacità critica e di organizzare i dati e di fare riferimento a fonti bibliografiche autonome, tramite la 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.

 

  DIDATTICA ALTERNATIVA: ESAMI A DISTANZA: modalità orale secondo il Decreto Rettorale n.1097/2020. L'esame si svolgerà con collegamento webex nello schema consueto: gli studenti registrati alla sessione d'esame riceveranno un invito a partecipare alla sessione. La data dell'appello verrà comunicata agli studenti registrati con un'e-mail al proprio indirizzo istituzionale e sarà uguale o successiva a quella prevista per l'inizio dell'appello pubblicata nella bacheca esami.

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 three 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

- objectives achievement and understanding will be assessed through  discussion of a second topic selected by the teacher

-critical skills  and data management ability will be assessed  by presenting lab results and discuting the classroom practices.

 

  ON LINE ALTERNATIVE TEACHING: Oral inteview occurs according to the Decreto Rettorale n.1097/2020  via a Webex connection according to the usual scheme. Registered students receive  an invitation to participate to the session.  Tha day in which the interview occurs is communicated to the registered students via an e-mail to their institutional e-mail adress. Interviews occur in the day listed in the "bacheca appelli" or just a few days later.

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Attività di supporto

sono previsti uno o due seminari sugli argomenti svolti durante il corso con riferimento a casi applicativi di recente sviluppo

  DIDATTICA ALTERNATIVA Verrà verificata la reale possibilità di organizzare i seminari

one or two seminars on  course topics concerning their recent developments 

  ON LINE ALTERNATIVE TEACHING Verrà verificata la reale possibilità di organizzare i seminari

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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


  DIDATTICA ALTERNATIVA:

Parte teorica, programma invariato

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


ON LINE ALTERNATIVE TEACHING:

Theoretical part: expected teaching program

Testi consigliati e bibliografia

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Copia delle diapositive presentate a lezione (richiede la partecipazione alle lezioni); 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

slides presented in the classroom lectures. These slide are not self-consistent: full interpretation requires the precence to the lectures.

for recommended books see the italian section



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Ultimo aggiornamento: 03/07/2020 12:33
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