Development of nanocomposites of Nylon 6 in a batch reactor: in situ polymerization in experimental uni

• Grant number: 09/11627-9
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Master
• Start date: March 01, 2010
• End date: February 29, 2012
• Field of knowledge: Engineering - Chemical Engineering - Chemical Process Industries
• Principal Investigator: Rubens Maciel Filho
• Grantee: Ana Flávia Pattaro
• Host Institution: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brazil

Abstract

Este projeto envolve o estudo e desenvolvimento de materiais compósitos (polímero/carga) nanoestruturados, produzidos em uma unidade experimental de polimerização, já disponível no Laboratório de Otimização, Projeto e Controle Avançado (LOPCA) (Processo FAPESP 2005/60501-7), destinada ao desenvolvimento de Nylon 6 para novas aplicações como plástico de engenharia. O estudo envolve o processo de polimerização de Nylon 6 e nanocompósitos de Nylon 6, a partir do monômero µ-caprolactama. A mistura é feita em um reator de bancada em batelada e, nanopartículas de argila mineral são dispersas na matriz polimérica.O Nylon 6 e os nanocompósitos produzidos no processo de polimerização serão testados com relação às suas propriedades finais, para verificar se elas atendem às especificações para uma determinada aplicação exigida pelo mercado. O desenvolvimento de relações que possibilitam o conhecimento das propriedades finais do produto final obtido, a partir das condições operacionais, é de grande utilidade para a produção de materiais com propriedades finais específicas. O primeiro passo para isso é o conhecimento das relações entre as propriedades moleculares e morfológicas, e as condições operacionais do sistema reacional. Para isto, estudos de modelagem do processo de polimerização em estudo serão desenvolvidos juntamente com análises experimentais do produto obtido.Os estudos de modelagem e simulação do processo pretendem incorporar: o modelo cinético, taxas de reação, taxas globais de reação, balanços de massa para a fase líquida e para a fase vapor, balanço de energia, e um modelo termodinâmico apropriado para o equilíbrio das fases envolvidas.Os estudos para o desenvolvimento de Nylon 6 e nanocompósitos de Nylon 6 com diferentes características, pretendem correlacionar os parâmetros reacionais e operacionais (como concentrações de monômero, concentração de nanopartículas e aditivos, temperaturas de operação), às propriedades do polímero obtido. Assim, pretende-se caracterizar o polímero e os nanocompósitos obtidos, através da verificação de suas propriedades físicas, mecânicas, ópticas, térmicas e moleculares, e analisar a influência dos parâmetros reacionais e operacionais nestas "propriedades" do polímero e dos nanocompósitos formados. A eficiência da incorporação ou grau de esfoliação das nanopartículas nos nanocompósitos também será avaliada.Este projeto está inserido nas atividades de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência & Tecnologia em Biofabricação (BIOFABRIS) e Projeto Temático Processo 2008/57860-3, em modelagem e obtenção de dados experimentais em reatores do Laboratório de Otimização, Projeto e Controle Avançado (LOPCA), que conta atualmente com pesquisadores seniores, doutorandos e mestrandos dedicados a esta área. Desta forma, a candidata e o projeto estão muito bem amparados em termos de compartilhamento de informações, conhecimento e infra-estrutura, uma vez que todos os recursos necessários estão disponíveis no Laboratório LOPCA.

Academic Publications

(References retrieved automatically from State of São Paulo Research Institutions)

PATTARO, Ana Flávia. Development of nylon 6 nanocomposites in a batch reactor: in situ polymerization in experimental unit. 2012. Master's Dissertation - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química Campinas, SP.