Estimação e controle em linha de propriedades de látices poliméricos via técnicas calorimétricas

• Processo: 06/01133-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2006
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2009
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Reinaldo Giudici
• Beneficiário: Wilson Hideki Hirota
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Calorimetria Modelos matemáticos Reatores químicos Controle de processos Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Calorimetria | Controle De Processos | Espectroscopia | Modelo Matematico | Polimerizacao Em Emulsao | Reatores Químicos

Resumo

Látices poliméricos produzidos em emulsão encontram amplo campo de aplicações industrias, principalmente para a fabricação de emulsões poliméricas que requerem a formação de filmes contínuos com elevada resistência mecânica que, por sua vez, são fortemente influenciadas pelas condições operacionais, pela composição química e pela distribuição de pesos moleculares responsáveis por propriedades finais importantes do filme como, por exemplo, adesão, elasticidade, resistência mecânica e dureza. Entretanto, devido a natureza heterogênea e compartimentalizada dos processos de polimerização em emulsão somados a falta de instrumentação adequada para medidas em linha destas propriedades tem dificultado o desenvolvimento de modelos robustos e a medida em linha de propriedades de interesse como, por exemplo, composição e peso molecular que, em geral, são obtidas offline com longos intervalos de amostragem e tempo morto.Tradicionalmente, o controle das propriedades dos látices poliméricos são feitos através do controle da composição do copolímero, obtidos por diferentes tipos de sensores como, por exemplo, cromatografia gasosa, calorimetria, espectroscopia Raman, NIR e MIR, entre outros. Por outro lado, a estimação em linha e simultânea da distribuição dos pesos moleculares e da composição do copolímero ainda é um tópico pouco abordado. Neste caso a distribuição dos pesos moleculares pode ser obtida offline por cromatografia de exclusão de tamanhos (SEC) que demanda longo tempo de análise, inviabilizando a sua implementação para o monitoramento de reações de polimerização.Dentre os métodos de controle a calorimetria tem se mostrado uma técnica simples e adequada para o monitoramento e o controle em linha da composição acumulada do copolímero e da distribuição de pesos moleculares durante reações de copolimerização em emulsão por possibilitar a obtenção de medidas de forma não invasiva, rápida e robusta, além de ser uma técnica de fácil implementação em ambiente industrial. Entretanto, grande parte dos trabalhos, relacionados ao tema, enfocam processos em reatores semi-contínuos sendo reduzido o número de trabalhos relacionados ao controle da composição e da distribuição de pesos moleculares em reações de copolimerização em emulsão conduzidos em reatores contínuos tubulares ou de reações de copolimerização em emulsão à altas pressões como, por exemplo, reações que envolvam par de monômeros estireno/butadieno. Portanto,o objetivo deste trabalho é implementar estratégias de estimação em linha e simultânea da composição acumulada e da distribuição de pesos moleculares (MWD) bem como implementar estratégias de controle destas propriedades durante reações semi-contínuas e contínuas de copolimerização em emulsão envolvendo os seguintes pares de monômeros: metacrilato de metila / acrilato de butila, estireno / butadieno, acetato de vinila / acrilato de butila, com e sem o uso de sementes, a partir de técnicas calorimétricas.

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

HIROTA, Wilson Hideki. Avaliação de técnicas calorimétricas aplicadas ao monitoramento de processos químicos.. 2009. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.