Modelagem matemática e estudo experimental do processo de copolimerização em solução do acetato de vinila com acrilato de butila

• Processo: 99/04523-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 1999
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2001
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Reinaldo Giudici
• Beneficiário: Marcos Vinícius Dias
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Copolimerização Copolímeros Polimerização
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acetato De Vinila | Acrilato De Butila | Copolimerizacao | Copolimeros | Polimerizacao | Solucao

Resumo

As propriedades de aplicação de um polímero dependem das propriedades intrínsecas do mesmo, como por exemplo, distribuição de pesos moleculares (MWD), composição química da cadeia, ou microestrutura e distribuição das temperaturas de transição vítrea (Tg). Todas estas propriedades estão diretamente ligadas ao tipo de processo utilizado para sua síntese. Neste caso, observa-se a grande importância da relação Processo/Propriedades intrínsecas/ Propriedades de aplicação. Por isto torna-se importante a escolha de um processo de polimerização adequado para que se viabilize controlar a microestrutura do polímero de modo a regular suas propriedades de aplicação. No caso da síntese de copolímeros, a partir da reação de dois ou mais comonômeros, observa-se normalmente, o fenômeno de deriva de composição da cadeia polimérica. Em outras palavras, observa-se durante o processo, um desvio na composição da cadeia polimérica, com relação a composição da carga de comonômeros no reator. Este fenômeno de desvio de composição ocorre devido a diferença de reatividade dos comonômeros envolvidos na síntese do copolímero. Nas copolimerizações em emulsão do sistema binário acetato de vinila (AcV)/ acrilato de n-butila (ABu) em processo batelada observa-se a variação da composição da cadeia polimérica com o decorrer da reação. Isto foi observado por Misra et al.1 e Pichot et al.2 através da verificação de dois valores de Tg (temperatura de transição vítrea) no copolímero final. Esta deriva de composição também foi observada por Dubé et al.3 utilizando a técnica de polimerização em massa em processo do tipo batelada. Os autores evidenciaram essa deriva de composição a partir da elaboração de uma família de curvas de composição acumulada dos copolímeros, obtidas com diferentes frações de alimentação de comonômeros no início da reação. Este trabalho tem como meta o desenvolvimento de um modelo matemático representativo da cinética de copolimerização em solução, via radical livre dos comonômeros acetato de vinila (AcV) e acrilato de n-butila (ABu). Também serão desenvolvidos modelos matemáticos para a previsão do peso molecular e da temperatura de transição vítrea dos copolímeros. A validação do modelo será efetuada com dados experimentais obtidos durante a realização deste projeto de tese. Em seguida, simulações serão realizadas, a fim de verificar a influência da variação dos parâmetros do processo nas propriedades intrínsecas dos copolímeros. Durante a execução deste projeto, dois processos de copolimerização serão estudados: - Processo batelada. - Processo semi-contínuo. Os copolímeros obtidos serão caracterizados pelos seguintes métodos: - Cromatografia de permeação em gel (GPC): determinação dos pesos moleculares médios (Mn e Mw) e distribuição dos pesos moleculares (MWD). - Calorimetria diferencial de varredura (DSC): determinação da temperatura de transição vítrea (Tg). - Ressonância Magnética Nuclear (1H e 13C NMR, 300 Mhz): determinação da composição da cadeia polimérica. (AU)