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CHIMICA DEI METALLI E DEI POLIMERI - Corso A (cognomi A-K)

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CHEMISTRY OF METALS AND POLYMERS

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Anno accademico 2025/2026

Codice attività didattica
CHI0087
Docenti
Mauro Palumbo (Titolare)
Marco Zanetti (Titolare)
Corso di studio
Chimica e Tecnologie Chimiche
Anno
2° anno
Periodo
Secondo periodo
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
8
SSD attività didattica
CHIM/04 - chimica industriale
ING-IND/22 - scienza e tecnologia dei materiali
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto
Prerequisiti

Per comprendere appieno i contenuti dell'insegnamento è fondamentale possedere una buona conoscenza del sistema periodico, delle proprietà degli elementi, la cinetica chimica, i fondamenti di termodinamica e di chimica organica.

To fully understand the contents of the course it is essential to have a good knowledge of the periodic system, of the properties of the elements, chemical kinetics, fundamentals of thermodynamics and organic chemistry.

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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

La finalità principale dell'insegnamento è la comprensione dello sviluppo delle microstrutture dei metalli e delle strutture dei polimeri che ne determinano le proprietà di esercizio.

Si intendono fornire allo studente le informazioni essenziali sulla struttura dei metalli e delle leghe, sulla loro elaborazione tramite trattamenti termici e le conoscenze di base relative ai processi di sintesi ed alle proprietà chimiche, fisiche e applicative delle sostanze polimeriche.

L'insegnamento prevede la trattazione formale della termodinamica delle leghe, dei meccanismi di formazione delle microstrutture in materiali metallici e polimerici, dei processi di polimerizzazione e di trasformazione dei principali dei sistemi polimerici.

The main purpose of the course is the understanding of the development of the microstructures of metals and structures of polymers that determine the properties of the materials.

Students will be provided with the essential information on the structure of metals and alloys, their processing through heat treatment and the basic knowledge of the synthesis, chemical and physical properties, and applications of polymeric substances.

The course includes a description of the thermodynamics of alloys, the mechanisms of formation of microstructures in metallic and polymeric materials, polymerization processes and transformations process of the main polymers.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Il superamento dell’esame sarà accordato a studenti e studentesse che:

• abbiano dimostrato conoscenze e capacità di comprensione nel campo dei materiali polimerici e dei materiali metallici, con particolare attenzione alle relazioni struttura/proprietà ed alle metodiche chimiche (sintesi) e fisiche (processi) per l’ottenimento di tali proprietà.

• siano capaci di applicare le loro conoscenze e capacità di comprensione in maniera da dimostrare un approccio professionale al loro lavoro, e possiedano competenze adeguate sia per ideare e sostenere argomentazioni che per risolvere problemi nel campo dei materiali polimerici e metallici;

• abbiano la capacità di raccogliere e interpretare i dati ritenuti utili a determinare giudizi autonomi;

• sappiano comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti;

• abbiano sviluppato quelle capacità di apprendimento che sono loro necessarie per intraprendere studi successivi con un alto grado di autonomia.

 

Course qualification is awarded to students who:

 

•  have demonstrated knowledge and understanding in the field of polymer and metal materials, with special attention to relations among structure and properties and to the chemical (synthesis) and physical (processes) method to attaining such properties.

• that they can apply this knowledge and comprehension in a manner that indicates a thorough and informed approach to their work, and have competences typically demonstrated through devising and sustaining arguments, and formulating and solving problems within the field of polymer and metal materials;

• that they have a mastery of a number of specialized skills and tools which they can use selectively to address complex problems, including design problems;

• that they can communicate information, ideas, problems and solutions to both specialist and nonspecialist audiences;

• that they have developed those learning skills which are necessary for them to continue to undertake further study at a Master Degree Diploma.

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Programma

MODULO POLIMERI - Zanetti

  • Introduzione ai materiali polimerici: cenni storici, aspetti economici.
    Definizione di polimero e classificazioni
  • Microstruttura dei polimeri: polimeri lineari, ramificati, reticolati;
    omopolimeri e copolimeri; isomerie di sequenza e geometriche,
    stereoisomerie; analisi conformazionale
  • Pesi molecolari medi e distribuzioni dei pesi molecolari
  • Stato vetroso nei materiali polimerici, temperatura di transizione
    vetrosa, modelli descrittivi e fenomenologia
  • Fasi cristalline nei materiali polimerici, temodinamica e cinetica della
    cristallizzazione, requisiti strutturali
  • Proprietà meccaniche nei materiali polimerici, prove sforzo
    deformazione, comportamento viscoelastico nei polimeri, prove di creep
    e rilassamento, durezza
  • Sintesi dei polimeri. Polimerizzazioni a stadi e a catena. Cinetiche di
    polimerizzazione
  • Processi di polimerizzazione: in massa, in soluzione, interfacciale, in
    dispersione
  • Processi produttivi e di trasformazione di polimeri termoplastici,
    termoindurenti ed elastomeri
  • Riciclo e biopolimeri

 

MODULO METALLI - PALUMBO

-       Strutture nei metalli e leghe. Reticoli fcc, hcp, bcc.

-       Difetti nei metalli e leghe: puntuali, dislocazioni, bordi di grano.

-       Le leghe. Soluzioni solide e composti intermetallici.

-       Diagrammi di fase.

-       Leghe ferrose. Il digramma di stato Fe-C. Acciai e ghise.

-       Leghe non ferrose: Cu, Al, Ti.

-       Proprietà meccaniche. Curve sforzo-deformazione. Resilienza, durezza, creep. Meccanismi di deformazione.

-       Le trasformazioni di fase in metallurgia. Aspetti termodinamici e cinetici. Formazione delle microstrutture. Diffusione. Nucleazione e crescita. Precipitazione.

-       Ossidazione e corrosione dei metalli.

 

MODULE POLYMERS - ZANETTI

- Introduction to polymeric materials: historical, economic aspects.
Definition and classifications

- Microstructure of polymers: linear polymers, branched, crosslinked;
homopolymers and copolymers; sequence and geometric isomers,
stereoisomers; conformations of polymer chains

- Synthesis of polymers. Step-growth and chain polymerizations.
Polymerization kinetics

- Polymerization processes: in bulk, in solution, interfacial, dispersion.

- Average molecular weights and molecular weight distributions.

- Glassy state , glass transition temperature, descriptive models and
phenomenology.

- Crystalline polymer phases, thermodynamics and kinetics of
crystallization, structural requirements

- Mechanical properties of polymeric materials, stress-strain curves,
viscoelastic behavior of polymers, creep and relaxation, hardness.

- Production and processing of thermoplastics, thermosets and
elastomers.

- Biopolymers

MODULE METALS - PALUMBO

- Structures in metals and alloys. Lattices fcc, hcp, bcc.

- Defects in metals and alloys: point defects, dislocations, grain boundaries.

- Alloys: solid solutions and intermetallic compounds.

- Phase diagrams.

- Ferrous alloys. The Fe-C phase diagram. Steels and cast irons.

- Non-ferrous alloys: Cu, Ti, Al.

- Mechanical properties. Stress-strain curves. Resilience, hardness, creep. Deformation mechanisms.

- The phase transformations in metallurgy. Thermodynamic and kinetic aspects. Formation of microstructures. Diffusion. Nucleation and growth. Precipitation.

- Oxidation and corrosion of metals.

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali: 64 ore

In presenza.
 
Sulla piattaforma Moodle verranno pubblicati materiali didattici integrativi relativi agli argomenti essenziali affrontati a lezione per supportare il processo di apprendimento di chi non può essere presente in aula.

 

 Teaching methods: lectures for 64 hours

 

Lectures in presence.

64 hours= Module on Polymers (32 hours) Module on Metals (32 hours)

The lessons will follow the timetable published on the Campusnet website

The slides used during the course are available on this site under the heading Didactic Material

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La valutazione dell'apprendimento sarà effettuata mediante due prove scritte, previste in date differenti, una sulla chimica dei metalli ed una sulla chimica dei polimeri. Ciascun tema d'esame consterà di tre domande aperte. Saranno valutati: capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza; capacità di ragionamento critico sullo studio realizzato; qualità dell'esposizione.
 
Il tempo a disposizione sarà di 1 ora per ciascuna prova. Gli esami saranno in presenza.

Non è possibile superare l'esame se non si dimostra una conoscenza sufficiente sia della parte di Metalli sia della parte di Polimeri, quindi il voto complessivo sarà espresso in trentesimi e corrisponderà alla media dei voti espressi in trentesimi per le parti di metalli e di polimeri valutate separatamente. Voti inferiori a 18/30 corrispondono a non sufficiente.

In caso di superamento di una delle prove (Metalli o Polimeri), lo studente e le studentesse avranno a disposizione un anno solare per il superamento dell’altra e la verbalizzazione del voto finale. Trascorso tale periodo, sarà necessario ripetere entrambe le prove.

Chi supera entrambi gli esoneri nell'arco di 12 mesi dovrà iscriversi all'appello verbalizzante per registrare il voto finale.

Nei giorni successivi alle prove i docenti saranno a disposizione per ogni spiegazione concernente la valutazione.

 

The learning assessment will be done by TWO written tests, scheduled for different dates, one on the chemistry of metals and one on the chemistry of polymers. Each exam topic will consist of three open questions. The following aspects will be assessed: ability to discursively organize knowledge; critical reasoning skills; quality of exposure.

Both tests may be taken in English upon request, provided that this need is communicated to the instructors in advance. 


The time available will be ONE HOUR for each test.
It is not possible to pass the exam if sufficient knowledge of both the Metals and the Polymers part is not demonstrated, therefore the overall mark will be expressed in thirtieths and will correspond to the average of the marks expressed in thirtieths for the parts of metals and polymers, evaluated separately. Grades below 18/30 correspond to failed.
In the event of passing one of the tests (Metals or Polymers), the student will have ONE CALENDAR YEAR available to pass the other and record the final grade. After this period, it will be necessary to repeat both tests.

People passing both tests within 12 months need to register to the "appello verbalizzante" in order to record the final grade.
In the days following the tests, meetings will be convened with the students and the teachers will be available for any explanation concerning the evaluation.


In the days following the tests, the teachers will be available for any explanation regarding the evaluation.

 

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Attività di supporto

   

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Fondamenti di Struttura, Proprietà e Tecnologia dei Polimeri
Anno pubblicazione:  
2011
Editore:  
Edizioni Nuova Cultura
Autore:  
Enrico Pedemonte
ISBN  
Capitoli:  
1, 2, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11
Note testo:  
parte di Struttura, Proprietà e Tecnologia dei Polimeri
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Sintesi di polimeri
Anno pubblicazione:  
2013
Editore:  
Edizioni Nuova Cultura
Autore:  
Elisabetta Princi
ISBN  
Capitoli:  
1, 2, 3, 4.1, 4.5, 5, 7.1, 7.2,
Note testo:  
Parte di sintesi di polimeri
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Scienza e ingegneria dei materiali
Anno pubblicazione:  
2019
Editore:  
Edises
Autore:  
William D. jr. Callister , David G. Rethwisch
ISBN  
Capitoli:  
1, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11
Note testo:  
Approfondimenti per le proprietà meccaniche e la parte di metalli
Obbligatorio:  
No
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Per la parte di metalli le slide si possono trovare su:

https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=4919

Si suggerisce come ulteriore approfondimento:

W. F. Smith, J. Hashemi, Scienza e tecnologia dei materiali, McGraw-Hill, Milano, 2008.

Si ricorda che le slide sono un supporto visivo alla lezione e da sole non costituiscono delle dispense, si raccomanda di integrarle con gli appunti presi durante la lezione.

Per la parte di polimeri saranno messe a disposizione delle dispense redatte come supporto allo studio e che non sostituiscono le slide proiettate e commentate a lezione, che devono essere considerate parte integrante del materiale didattico.

Per una corretta preparazione dell’esame, si raccomanda pertanto di utilizzare congiuntamente le dispense e le slide, facendo riferimento alle spiegazioni fornite durante le lezioni.

Il contenuto delle dispense è opera del docente, che ne ha definito struttura, impostazione scientifica e taglio didattico.

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sulla pagina Moodle del corso

Infine, sono di seguito indicati siti internet di interesse:
http://www.pslc.ws/italian/

 

Metals:

Slides can be found at: https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=4919

Additional textbook:

W. F. Smith, J. Hashemi, Scienza e tecnologia dei materiali, McGraw-Hill, Milano, 2008.

Please remember that the slides are a visual support for the lesson and alone do not constitute handouts. It is recommended to integrate them with the notes taken during the lesson.

For the polymer section, lecture notes will be made available as study support material; however, they do not replace the slides presented and discussed during class, which must be considered an integral part of the teaching materials.

For proper exam preparation, students are therefore advised to use both the lecture notes and the slides together, referring to the explanations provided during the lectures.

The content of the lecture notes is the work of the instructor, who has defined their structure, scientific framework, and educational approach.

Lectures slides and notes will be available on Moodle

http://www.pslc.ws/italian/



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Note

Gli/le studenti/esse con disabilità e/o DSA sono pregati di prendere visione dei servizi di Ateneo a loro dedicati al seguente link https://www.unito.it/servizi/inclusione-ed-esigenze-specifiche.In particolare, le procedure di supporto per sostenere gli esami sono disponibili ai seguenti link https://www.unito.it/servizi/inclusione-ed-esigenze-specifiche/servizi-la-disabilita/supporto-studenti-e-studentesse-con oppure https://www.unito.it/servizi/inclusione-ed-esigenze-specifiche/servizi-i-disturbi-specifici-di-apprendimento-dsa-3

 

Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    24/09/2025 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    24/04/2026 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 23/04/2026 20:11
    Location: https://chimicaetecnologie.campusnet.unito.it/robots.html
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