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Desenvolvimento de nanocompósitos de nylon 6 em um reator de bancada em batelada: polimerização in situ em unidade experimental

Processo: 09/11627-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de março de 2010
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Rubens Maciel Filho
Beneficiário:Ana Flávia Pattaro
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Processos químicos   Nanocompósitos   Modelagem

Resumo

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.

Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
PATTARO, Ana Flávia. Desenvolvimento de nanocompósitos de nylon 6 em um reator de bancada em batelada : polimerização in situ em unidade experimental. 2012. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química.

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