L'obiettivo del corso è di fornire allo studente conoscenze specifiche riguardo: 1) la struttura e le proprietà dei polimeri avanzati e le loro applicazioni; 2) i fenomeni di degradazione che avvengono durante il ciclo di vita dei polimeri; 3) la valutazione della durabilità dei polimeri e la loro stabilizzazione; 4) le possibilità di riciclo dei polimeri a fine vita

Lo studente deve essere in grado di utilizzare i polimeri avanzati per le diverse applicazioni, comprendere i meccanismi di degradazione e le tecniche di stabilizzazione dei polimeri, conoscere le tipologie di riciclo più adatte per un certo tipo di materiale plastico.

Sono richieste delle conoscenze di base della chimica organica (gruppi funzionali, reazioni organiche), nonché alcuni aspetti di base della scienza e tecnologia dei polimeri (reazioni di polimerizzazione, pesi molecolari, morfologia dei polimeri, tecnologie di trasformazione).

Forze di coesione nei polimeri, energia coesiva, parametro di solubilità.
Materiali polimerici con elevate proprietà termiche e meccaniche. Esame dei principali tecnopolimeri industriali cristallini ed amorfi: poliacetali, nylons, poliesteri, policarbonati, polifenilenossido.
Strutture mesomorfe: cristalli liquidi polimerici e loro applicazioni come materiali funzionali.
Polimeri avanzati: proprietà, tecnologie di trasformazione e principali settori applicativi. Polisolfoni, poliimmidi, polifenilensolfuro, polichetoni alifatici e aromatici. Polimeri fluorurati: plastomeri, gomme, rivestimenti fluorurati. Polimeri siliconici: olii, gomme, resine siliconiche.
Permeazione di gas e di liquidi attraverso film polimerici e meccanismi di diffusione. Principali classi di polimeri per impiego nel campo dei film barriera.
Adesivi reversibili e strutturali. Meccanismi di adesione dei polimeri con i diversi substrati. Tipi di polimeri e tecnologie d'impiego.
Polimeri per impiego in campo elettrico ed elettronico. Proprietà elettriche dei polimeri in relazione alla struttura: polimeri isolanti, semiconduttori, conduttori. Tecniche di drogaggio. Polimeri per optoelettronica. Polimeri piezoelettrici. Tecnologie dei polimeri speciali per l'elettronica: circuiti stampati, fotolitografia, stereo litografia, tecniche di fotoreticolazione.
Proprietà ottiche dei polimeri. Lenti in materiale polimerico.
Sistemi polimerici nanostrutturati per applicazioni speciali: tecniche di preparazione. Proprietà ed applicazioni.
Degradazione termica: principi e meccanismi per polimeri vinilici, polimeri con gruppi funzionali in catena, Cenni di cinetica di degradazione; Tecniche di analisi termica (TGA, DSC, TVA, DMA, TG-FTIR, TG-MS, Py-GC-MS)
Fotodegradazione:Principi e meccanismi
Termo e foto-ossidazione:Principi e meccanismi
Stabilizzazione:Additivi
Metodi sperimentali per studi di foto-ossidazione e invecchiamento (Esposizione naturale e Esposizione accelerata)
Degradazione meccanica e termo meccanica
Ritardo alla fiamma di materiali polimerici: Problematica, principi, meccanismi, Norme e test di combustione, Ritardanti di fiamma
Biodegradazione: Cenni sui Biopolimeri, Biodegradazione e normative, Compostaggio

Valorizzazione e riciclo dei rifiuti plastici. Valutazioni economiche e aspetti normativi del riciclo dei plastici.Riciclo chimico. Riciclo energetico, rifiuti plastici come combustibili. Riciclo meccanico, blending reattivo e compounding. Riciclo dei polimeri termoindurenti.
Tecnologie di riciclo dei plastici post-impiego. Tecniche di macinazione e separazione. Applicazioni industriali. Esempi di riciclo di polimeri industriali.

Sono previste esercitazioni in aula riguardanti la progettazione di impianti per la produzione di polimeri per applicazioni avanzate. Per la parte di degradazione, sono previste delle esperienze di laboratorio atte a evidenziare fenomeni di degradazione foto-ossidativa
Sono previste infine visite tecniche a impianti di riciclo di polimeri termoplastici.

Appunti del docente

Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
Encyclopedia of polymer science and engineering / ed. board Herman F. Mark
ATTI del XVIII Convegno Scuola AIM 'Degradazione e stabilizzazione dei materiali polimerici', Gargnano (BS), 1996

Esiste il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese, tramite colloquio orale.