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Modelagem e simulação para correlação entre as caracteristicas do polietileno (PE) com as propriedades finais dos artefatos produzidos na industria

Autor(es):
Maria Carolina Burgos Costa
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
Data de defesa:
Membros da banca:
Celia Marina de Alvarenga Freire; Liliane Maria Ferrareso Lona
Orientador: Rubens Maciel Filho
Resumo

Um grande desafio relacionado com a pesquisa de polímeros tem sido o desenvolvimento de relações capazes de predizer as suas propriedades de uso final a partir das condições operacionais ? ou durante o processo de polimerização ou nas fases do processo de transformação. Estas relações podem ser utilizadas para otimizar as condições operacionais dos sistemas de transformação e produzir artigos com propriedades finais especificadas. O primeiro passo para isto é o conhecimento das relações entre propriedades intrínsecas e propriedades finais. O segundo passo é correlacionar as condições operacionais com as propriedades intrínsecas das resinas. Sendo assim, o principal objetivo do presente trabalho é desenvolver modelos empíricos para predição de propriedades finais de resinas de polietileno (PE) em função de suas propriedades intrínsecas, além de correlaciona r qualitativamente essas propriedades. Devido à grande variedade de resinas de polietileno existentes no mercado, as mesmas foram divididas em grupos, de acordo com a aplicação a que se destinam. Uma pesquisa foi realizada com a finalidade de se avaliar as propriedades mais importantes para cada aplicação final. Em seguida, foram encontradas equações compreendendo, para cada grupo de resinas, as seguintes classes de propriedades: propriedades mecânicas, térmicas, ópticas, propriedades de superfície de contato, reológicas e morfológicas. As propriedades intrínsecas selecionadas para caracterizar as resinas foram, índice de fluidez (MI), propriedade reológica que está inversamente relacionada com a viscosidade e com o peso molecular da resina; ?stress exponent? (SE) / razão de expansão (SR), que é uma medida do caráter não-Newtoniano do polímero fundido, a qual pode ser usada para avaliar a processabilidade da resina; e densidade, que está diretamente relacionada com o grau de cristalinidade das resinas. Entre as propriedades intrínsecas existentes, as propriedades selecionadas exercem, em geral, uma influência significativa nas propriedades dos polímeros, além de serem facilmente mensuráveis na indústria. Além de uma extensa revisão bibliográfica, uma análise estatística prévia das correlações entre as variáveis foi realizada e, em seguida, foram escolhidas as variáveis de entrada de cada modelo. Para dois dos seis grupos de resinas estudados, a propriedade de SE / SR não foi usada como variável de entrada dos modelos, pois esta propriedade não é mensurável ou significativa para grande parte das resinas desses grupos. É importante destacar que os aditivos podem exercer influência considerável nas propriedades de uso final dos polímeros, ou seja, a influência dos aditivos torna ainda mais complexo o estudo para a predição das propriedades finais a partir das condições operacionais dos sistemas de polimerização. No entanto, não foi possível um controle da quantidade e qualidade dos aditivos envolvidos na produção das resinas e, dessa forma, um estudo envolvendo a influência dos aditivos nas propriedades de desempenho do polímero está além do escopo deste trabalho. Para o desenvolvimento deste trabalho, uma considerável quantidade de experimentos foi realizada, envolvendo 27 propriedades e 46 tipos de resinas, totalizando aproximadamente 870 resultados experimentais (Apêndice I), sendo que cada valor experimental apresentado representa uma média dos resultados obtidos para 5 amostras de cada tipo de resina. Em geral, os modelos desenvolvidos são capazes de reproduzir e predizer dados experimentais com precisão (AU)

Processo FAPESP: 05/52580-4 - Modelagem e simulação para correlação entre as características do polietileno com as propriedades finais dos artefatos produzidos na indústria
Beneficiário:Maria Carolina Burgos Costa
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado