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NANOCOMPOSITI POLIMERICI: PROPRIETÀ E APPLICAZIONI

Loredana INCARNATO NANOCOMPOSITI POLIMERICI: PROPRIETÀ E APPLICAZIONI

0622200027
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA CHIMICA
2024/2025

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2019
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
440LEZIONE
220ESERCITAZIONE
PAOLA SCARFATO T Curriculum
LOREDANA INCARNATO Curriculum
Obiettivi
CONOSCENZA E COMPRENSIONE.
STRUTTURA E CLASSIFICAZIONE DEI MATERIALI POLIMERICI E RELATIVI COMPOSITI; CLASSIFICAZIONE NANOCARICHE: ARGILLE; OSSIDI, NANOTUBI E NANOFIBRE AL CARBONIO, GRAFENE. MATERIALI NANOCOMPOSITI A MATRICE POLIMERICA BIODEGRADABILE. PROPRIETÀ MECCANICHE, ELETTRICHE, TERMICHE E INFIAMMABILITÀ DEI NANOCOMPOSITI. LA TRANSIZIONE VETROSA. VISCOELASTICITÀ LINEARE DI NANOCOMPOSITI POLIMERICI: PRINCIPI FONDAMENTALI, MODELLI DESCRITTIVI DEL COMPORTAMENTO DI SISTEMI VISCOELASTICI IN MOTI PERIODICI. EQUIVALENZA TEMPO-TEMPERATURA. PREPARAZIONE DEI NANOCOMPOSITI PER POLIMERIZZAZIONE, INTERCALAZIONE IN SOLUZIONE E DAL FUSO. REOLOGIA E REOMETRIA DI FLUIDI NON NEWTONIANI. EFFETTO DELLA TEMPERATURA DEL CAMPO DI MOTO E DELLA PRESSIONE SULLA VISCOSITÀ. REOMETRI ROTAZIONALI ED A CAPILLARE E RELATIVE CARATTERISTICHE. PROPRIETÀ REOLOGICHE DEI NANOCOMPOSITI. APPLICAZIONI INDUSTRIALI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - ANALISI INGEGNERISTICA:
CAPACITÀ DI DEFINIRE, E CALCOLARE DA DATI SPERIMENTALI LE PROPRIETÀ CHIMICO-FISICHE DEI NANOCOMPOSITI POLIMERICI IN RELAZIONE ALLA SPECIFICA APPLICAZIONE RICHIESTA. CAPACITÀ DI INDIVIDUARE LE METODOLOGIE DI INDAGINE PER LA VALUTAZIONE E MODELLAZIONE DELLE PROPRIETÀ VISCOELASTICHE DI POLIMERI LINEARI FLESSIBILI E DEI NANOCOMPOSITI A MATRICE POLIMERICA.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA
CAPACITÀ DI SCEGLIERE IL SISTEMA NANOCOMPOSITO PIÙ ADATTO PER UNA SPECIFICA APPLICAZIONE.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO – PRATICA INGEGNERISTICA:
CAPACITÀ DI USARE REOMETRI ROTAZIONALI E A CAPILLARE, DETERMINARE SPERIMENTALMENTE LA CURVA DI FLUSSO, IL MODULO ELASTICO E VISCOSO DI POLIMERI LINEARI FLESSIBILI E DEI NANOCOMPOSITI A MATRICE POLIMERICA.
CAPACITÀ DI INDIVIDUARE PROBLEMATICHE RELATIVE ALLE DIVERSE APPLICAZIONI DEI NANOCOMPOSITI POLIMERICI.

CAPACITÀ TRASVERSALI - ABILITÀ COMUNICATIVE:
LO STUDENTE SAPRÀ ESPORRE GLI ARGOMENTI CONCERNENTI LE PROPRIETÀ CHIMICO-FISICHE DEI NANOCOMPOSITI POLIMERICI, DELLE CORRISPONDENTI METODOLOGIE DI INDAGINE SPERIMENTALE UTILIZZANDO L’APPROPRIATA TERMINOLOGIA E DIVERSI METODI COMUNICATIVI

CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI APPRENDERE:
SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO. CONSULTAZIONE ED UTILIZZO DI BASI DI DATI E BIBLIOGRAFIA.
Prerequisiti
NON VI È PROPEDEUTICITÀ
Contenuti
1)INTRODUZIONE AI MATERIALI NANOCOMPOSITI A MATRICE POLIMERICA (TEORIA 4H)
STRUTTURA DELLE MACROMOLECOLE. POLIMERI TERMOPLASTICI E TERMOINDURENTI. I POLIMERI SEMISCRISTALLINI. I POLIMERI AMORFI. LA TRANSIZIONE VETROSA. LA TEORIA DEL VOLUME LIBERO DELLA TRANSIZIONE VETROSA.

2) LE NANOCARICHE (TEORIA 6H)
LE ARGILLE NATURALI E SINTETICHE (NANOCLAY), I NANOTUBI AL CARBONIO (CNT), LE NANOFIBRE AL CARBONIO (CNF), IL GRAFENE.

3) VISCOELASTICITÀ LINEARE DI NANOCOMPOSITI POLIMERICI (TEORIA 8H, ES. 4H, LAB 4H).
SOLIDI E LIQUIDI VISCOELASTICI. IL PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE DEGLI EFFETTI. I MODELLI MECCANICI DEL COMPORTAMENTO VISCOELASTICO: MODELLO DI VOIGT E DI MAXWELL. IL MODULO DI RILASSAMENTO, G(T), PER DIVERSI SISTEMI VISCOELASTICI.
COMPORTAMENTO DI SISTEMI VISCOELASTICI IN MOTI PERIODICI: IL MODULO ELASTICO ED IL MODULO DISSIPATIVO. LA VISCOSITÀ COMPLESSA.
LIMITE DI PERCOLAZIONE. QUANTIFICAZIONE DELLA DISPERSIONE ATTRAVERSO LA REOLOGIA. LIMITE DI LINEARITA’.

5) REOLOGIA E REOMETRIA (TEORIA 4H, ES 6H, LAB 6H)
I FLUIDI NON NEWTONIANI. LA CURVA DI FLUSSO. IL FLUIDO NON- NEWTONIANO GENERALIZZATO. IL FLUIDO A LEGGE DI POTENZA, EQUAZIONE DI CROSS, DI CARREAU-YASUDA.
EFFETTO DELLA TEMPERATURA E DELLA PRESSIONE SULLA VISCOSITÀ.
REOMETRIA:
A) REOMETRI ROTAZIONALI,- EQUAZIONI DI BASE PER IL REOMETRO CONO-PIATTO. LA VISCOSITÀ E LA PRIMA DIFFERENZA DI SFORZI NORMALI IN FLUIDI NON-NEWTONIANI. REOMETRI A PIATTI PARALLELI.
B) REOMETRI A CAPILLARE: EQUAZIONI DI BASE PER IL REOMETRO A CAPILLARE. EFFETTI DI IMBOCCO- CORREZIONI DI BAGLEY. LA CORREZIONE DI RABINOWITCH PER FLUIDI NON-NEWTONIANI.

6) PREPARAZIONE DEI NANOCOMPOSITI (TEORIA 8H)
POLIMERIZZAZIONE IN SITU, INTERCALAZIONE DEL POLIMERO IN SOLUZIONE, INTERCALAZIONE DIRETTA DEL POLIMERO FUSO. COMPATIBILIZZAZIONE DELLE NANOCARICHE-POLIMERO.

7) I MATERIALI NANOCOMPOSITI A MATRICE POLIMERICA BIODEGRADABILE (TEORIA 2H)
MATRICI POLIMERICHE BIODEGRADABILI: DESCRIZIONE DELLE PROPRIETA’ DELLE MATRICI BIODEGRADABILI. NANOCOMPOSITI BIODEGRADABILI.

8) PROPRIETA’ DEI NANOCOMPOSITI A MATRICE TERMOPLASTICA E TERMOINDURENTE ED ESEMPI DI APPLICAZIONI INDUSTRIALI (TEORIA 8H)
PROPRIETA’ MECCANICHE, PROPRIETA’ BARRIERA, CONDUCIBILITA’ ELETTRICA E TERMICA, RITARDO ALLA FIAMMA, PROPRIETA’ REOLOGICHE, PROPRIETÀ FOTOCATALITICHE, PROPRIETÀ ANTIMICROBICHE, PROPRIETÀ ANTIMACCHIA E AUTOPULENTI (SUPERFICI ANTIGRAFFITI E ANTIIMPRONTA, EFFETTO LOTO). TECNICHE DI MISURA PER DETERMINARE LA NANOMORFOLOGIA.

TOTALE TEORIA 40H, ESERCITAZIONI 10H, LABORATORIO 10H
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE (40 ORE), ESERCITAZIONI (10 ORE) IN AULA ED ESPERIENZE DI LABORATORIO (10 ORE) PER LA DURATA DI 60 ORE COMPLESSIVE (6 CFU). LE ESERCITAZIONI CONSENTONO ALLO STUDENTE DI ACQUISIRE I METODI DI CALCOLO DELLE DIFFERENTI PROPRIETÀ DEI MATERIALI DEFINITE NELLE LEZIONI TEORICHE. LE ESPERIENZE DI LABORATORIO CONSENTONO ALLO STUDENTE DI EFFETTUARE MISURE SPERIMENTALI APPLICANDO LA TEORIA.
LA FREQUENZA AI CORSI DI INSEGNAMENTO E' FORTEMENTE CONSIGLIATA.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN ESAME ORALE E LA DISCUSSIONE DI UN PROJECT WORK DI GRUPPO SU SPECIFICHE APPLICAZIONI TECNOLOGICHE DEI SISTEMI NANOCOMPOSITI STUDIATI DURANTE IL CORSO.
LA PROVA ORALE CONSISTE IN UN COLLOQUIO CON DOMANDE E DISCUSSIONE SUI CONTENUTI TEORICI E METODOLOGICI DEGLI ARGOMENTI DEL PROGRAMMA DELL'INSEGNAMENTO ED È FINALIZZATA AD ACCERTARE LE CAPACITÀ LOGICO-DEDUTTIVE E DI SINTESI DELLO STUDENTE, NONCHÈ LE CAPACITÀ DI DISCUTERE CON LA TERMINOLOGIA APPROPRIATA LE DIVERSE TEMATICHE PROPOSTE.
IL VOTO FINALE È ESPRESSO IN UNA SCALA DA 1 A 30 CON EVENTUALE LODE. IL MINIMO VOTO PER IL SUPERAMENTO DELL’ESAME È 18. LA PROVA ORALE DURA CIRCA 40 MINUTI.
L’ESAME SI INTENDE SUPERATO CON LA SOGLIA MINIMA SE LO STUDENTE DIMOSTRA DI CONOSCERE LE DIVERSE NANOCARICHE E TIPOLOLOGIE DI PREPARAZIONE DEI NANOCOMPOSITI A MATRICE POLIMERICA, SE È IN GRADO DI DEFINIRE LE PROPRIETÀ VISCOELASTICHE, MECCANICHE ED ELETTRICHE DEL SISTEMA NANOCOMPOSITO. L'ESAME SI INTENDE SUPERATO CON ECCELLENZA SE LO STUDENTE HA DISCUSSO ESAURIENTEMENTE TUTTI GLI ASPETTI RELATIVI ALLE CARATTERISTICHE DELLE NANOCARICHE, ALLA PREPARAZIONE E ALLE PROPRIETÀ DEI NANOCOMPOSITI EVIDENZIANDONE GLI OBIETTIVI E DESCRIVENDONE CON COMPLETEZZA LE METODOLOGIE. IL VOTO FINALE SCATURISCE PER CIRCA IL 75% DALLA VOTAZIONE RIPORTATA NELLA PROVA ORALE E PER CIRCA IL 25% DALLA VALUTAZIONE E DISCUSSIONE DEL PROJECT WORK.
Testi
POLYMER NANOCOMPOSITES: PROCESSING, CHARACTERIZATION AND APPLICATION.
AUTORE: J.H. KOO. EDITORE: MCGRAW HILL (2006).

MELT RHEOLOGY AND ITS ROLE IN PLASTICS PROCESSING.THEORY AND APPLICATIONS.
AUTORI: J. M. DEALY, AND K. F. WISSBRUN, EDITORE: VAN NOSTRAND REINHOLD (1990).

VERRANNO FORNITE LE SLIDE DELLE LEZIONI.
Altre Informazioni
LINGUA DI EROGAZIONE DEL CORSO: ITALIANO
Orari Lezioni

  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-29]