Questo corso vuole fornire una conoscenza delle fibre destinate ad applicazioni ingegneristiche convenzionali, delle loro proprietà e potenzialità per settori non tradizionali (ad esempio il biomedicale e l’elettronica flessibile).
Il corso esamina i materiali ingegneristici di tipo fibroso, destinati sia ad applicazioni tessili, sia ad impieghi strutturali in ambito meccanico e aerospaziale (ad esempio per i compositi), sia ad usi biomedicali. Prima di discutere delle varie classi di fibre, verranno fornite idee di base sulle strutture e sulla sintesi dei polimeri che costituiscono le fibre di oggi e sulle tecniche di caratterizzazione chimico-fisica e meccanica. Seguirà una panoramica dei processi per l’ottenimento di fibre (filatura) e per la loro modificazione (finissaggio, tintura).

Il corso porterà lo studente a conoscere a) le strutture e le proprietà delle fibre e le loro correlazioni; b) le applicazioni innovative delle fibre in diversi settori c) le tecnologie di trasformazione.
Mediante l’esame di materiale della letteratura di settore (ad esempio un articolo scientifico o un brevetto scelto dal docente ed assegnato allo studente per una breve presentazione in aula – vedere modalità di verifica dell’apprendimento) ed esercitazioni sperimentali, ogni studente potrà acquisire capacità di elaborazione di informazioni, capacità critica e abilità di comunicazione.

Nozioni di chimica, nozioni di scienza dei materiali.

Classificazione di fibre, microfibre e nano fibre: caratteristiche geometriche, proprietà chimico-fisiche e strutturali.
Idee di base su: 1) strutture e chimica di sintesi dei polimeri che costituiscono le fibre di oggi 2) morfologie e proprietà dei polimeri 3) tecniche di caratterizzazione chimico- fisica dei polimeri in forma di fibra (saranno soprattutto esaminate le tecniche destinate al settore tessile)
Presentazione dei materiali per fibre
• Fibre naturali (fibre proteiche; lane, sete; fibre cellulosiche: cotoni, canape, lini): strutture chimiche, morfologie e proprietà, processi di lavorazione dalle biomasse.
• Fibre artificiali tradizionali (nylon, poliesteri, acrilici, poliolefine, elastomeri): strutture chimiche, morfologie e proprietà, sintesi dei materiali
• Fibre speciali (aramidi, fibre di carbonio, nanotubi di carbonio): strutture chimiche e sintesi, proprietà
Esempi di applicazioni di fibre per il tessile tradizionale, per il tessile innovativo (geotessile, tessile medico, tessile automotive), per i compositi, per smart materials (adaptive e responsive fibers, fibre e tessili per l’elettronica flessibile).
Tecnologie di filatura: wet spinning, dry spinning, melt spinning, and gel spinning, elettrospinning
Trattamenti superficiali di fibre: proprietà delle superfici polimeriche e metodi di modificazione, sizing. Idee di base su colore e coloranti, agenti di finissaggio per il tessile.

Dispense fornite dal docente e altro materiale messo a disposizione dal docente.
Un testo di riferimento: Kaplan, N.S. A Practical Guide to Fibre Science Abhisek Publications 2009 (e-book presente nel catalogo della Biblioteca del Politecnico)
Diversi argomenti del corso sono descritti nei seguenti testi presenti nelle collezioni del Politecnico:
Mattila H. Intelligent textile and clothing Woodhead Pub. 2006
Hu, J.Adaptive and Functional Polymers, Textiles and Their Applications World Scientific & Imperial College Press 2011
Pan N. Functional Textiles for improved performances, protection, health Woodhead Pub. 2011

La verifica dell’apprendimento consisterà in una prova scritta. Sarà anche oggetto di valutazione la relazione sull’attività sperimentale in laboratorio e una breve esposizione in aula di un argomento concordato con il docente (attività non obbligatoria; il docente fornirà il materiale da cui attingere i contenuti per la presentazione, si tratterà di un articolo scientifico o un brevetto).