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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2010/2011
Scuola Scuola di Ingegneria dei Processi Industriali
Insegnamento 081301 - REACTIVITY, STRUCTURE AND FUNCTIONS OF FLUORINATED MATERIALS
Docente Navarrini Walter Maurizio
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (347) INGEGNERIA CHIMICA* AZZZZ081301 - REACTIVITY, STRUCTURE AND FUNCTIONS OF FLUORINATED MATERIALS
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (421) INGEGNERIA CHIMICA* AZZZZ081301 - REACTIVITY, STRUCTURE AND FUNCTIONS OF FLUORINATED MATERIALS

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

REACTIVITY, STRUCTURE AND FUNCTIONS OF FLUORINATED MATERIALS

 - Specificities of chemical and physical properties of organofluorine compounds

     Bond energy, polarity, boiling point, acidity, surface energy, solubility and dimensions

- Fluorination methodology

     Hydrogen fluoride, fluorine, potassium fluoride, hypofluorites and electrochemical fluorination

- Industrial routes to key fluorinated compounds

     Chlorofluorocarbons (CFC), Hdrofluorocarbons (HFC), base and specialized monomers perfluoralkyl iodides, perfluoroalkyl carboxylic and sulfonic acids

- Fluorinated polymers

     Plastomers, elastomers, perfluoropolyethers and ionomers

- Fluorinated materials in selected industrial applications:

     liquid crystals, emulsions, textile finishes

- Fluorinated material for energy conversion

     Ionomeric membranes

     Fuel cells

     Lithium battery

- The environmental issue

Degradation of organofluorine compounds, GWP, atmospheric chemistry

 Specific Targets of the teaching

Fluorine atom, C-F, C-H, H-F and F-F bonds, stability and reactivity. Correlation between hydrogenated and fluorinate structures: polarity, boiling point, hydrogen-bond, acidity, surface energy, solubility and dimensions. The chemistry of functional groups in fluorinated compounds. Hydrogen fluoride fluorination, electrochemical fluorination and elemental-fluorine fluorination methodologies. Synthesis and properties of fluorinated monomers. Tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, perfluoropropene, perfluorovinylethers and functionalized monomers. Polymerization methodologies and main characteristics of some fluoropolymers. Poly-tetrafluoroethylene, fluoroplastomers, fluoroelastomers, fluoroionomers and perfluoropolyethers. Specific industrial applications and the environmental issue.

 

 REACTIVITY, STRUCTURE AND FUNCTIONS OF FLUORINATED MATERIALS

 Descrizione degli argomenti trattati 

1)   L’elemento fluoro e cenni storici. I legami C-F, C-H,  H-F e F-F, stabilità e reattività. Correlazioni fra struttura fluorurata e struttura idrogenata: polarità, punti di ebollizione, legame ad idrogeno, acidità, energia superficiale, solubilità, dimensioni.

2)   Chimismo e peculiarità dei gruppi funzionali nelle molecole fluorurate. Reazioni radicaliche e reazioni ioniche.

3)   Metodi di fluorurazione: fluorurazione con acido fluoridrico, fluorurazione elettrochimica, fluorurazione con fluoro elementare.

4)   Sintesi e proprietà e dei monomeri fluorurati. Tetrafluoroetilene, fluoruro di vinilidene, perfluoropropene, perfluorovinileteri e  monomeri funzionalizzati.

5)   Metodi di polimerizzazione e principali caratteristiche di alcuni polimeri fluorurati. Politetrafluoroetilene, fluoroplastomeri, fluoroelastomeri, ionomeri fluorurati e perfluoropolieteri.

6)  Materiali fluorurati ed alcune applicazioni industriali

7)  La problematica ambientale in alcune classi di materiali fluorurati, GWP, la chimica in atmosferica.

Obiettivi e contenuti del corso Indicare ed analizzare alcuni modelli di riferimento per la comprensione delle relazioni esistenti tra proprietà macroscopiche dei materiali organici fluorurati e struttura microscopica molecolare con particolare attinenza  al legame carbonio fluoro.Fornire strumenti e metodologie per una buona comprensione delle proprietà delle molecole perfluorurate e dei processi chimici attuati per ottenerle. Fornire conoscenze sulle caratteristiche funzionali di materiali organici fluorurati polimerici e monometrici


Note Sulla Modalità di valutazione

 

 


Bibliografia

Testi consigliati

1)     Richard D. Chambers, Fluorite in Organic Chemistry, Blackwell publishing, 2004.

2)     R.E.Banks, B.E.Smart, J.C.Tatlow; Organofluorine Chemistry Principles and Commercial Applications, Plenum Press, New York, 1994

3) Tsuyoshi Nakajima, Henri Groult;  Fluorinated Materials for Energy Convertion , Elsevier 2005

 



Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
30.0
esercitazione
10.0
laboratorio informatico
0.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
10.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Inglese
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
15/05/2021