ESTUDO EXPERIMENTAL E MODELAGEM MATEMÁTICA DA COPOLIMERIZAÇÃO DE ÁCIDO ACRÍLICO COM TRIMETILOLPROPANO TRIACRILATO INCLUINDO O PERÍODO DE PÓS-GELIFICAÇÃO

ESTUDO EXPERIMENTAL E MODELAGEM MATEMÁTICA DA COPOLIMERIZAÇÃO DE ÁCIDO ACRÍLICO COM TRIMETILOLPROPANO TRIACRILATO INCLUINDO O PERÍODO DE PÓS-GELIFICAÇÃO

AGUIAR, L. G.; SOUZA, E. F.; GIUDICI, R.

Artigo:

Neste estudo, foram realizadas copolimerizações de ácido acrílico com o reticulante trimetilolpropano triacrilato (TMPTA) em solução aquosa a 50ºC, utilizando-se persulfato de sódio como iniciador. Foram avaliados os perfis de conversão de monômero e fração de gel em função da quantidade de reticulante adicionado. Foi desenvolvido um modelo matemático baseado em balanços de espécies, método dos momentos e fracionamento numérico para representar o sistema em questão. Bom ajuste foi obtido entre o modelo e os dados experimentais tanto antes quando após a gelificação. O modelo leva em conta as reações de ciclização através de um balanço de sequências contidas nas cadeias de polímero. As simulações foram conduzidas fazendo-se uso de 3 gerações de cadeias poliméricas (fracionamento numérico) e as ciclizações foram consideradas para cadeias primárias contendo um máximo de 100 unidades monoméricas.

Neste estudo, foram realizadas copolimerizações de ácido acrílico com o reticulante trimetilolpropano triacrilato (TMPTA) em solução aquosa a 50ºC, utilizando-se persulfato de sódio como iniciador. Foram avaliados os perfis de conversão de monômero e fração de gel em função da quantidade de reticulante adicionado. Foi desenvolvido um modelo matemático baseado em balanços de espécies, método dos momentos e fracionamento numérico para representar o sistema em questão. Bom ajuste foi obtido entre o modelo e os dados experimentais tanto antes quando após a gelificação. O modelo leva em conta as reações de ciclização através de um balanço de sequências contidas nas cadeias de polímero. As simulações foram conduzidas fazendo-se uso de 3 gerações de cadeias poliméricas (fracionamento numérico) e as ciclizações foram consideradas para cadeias primárias contendo um máximo de 100 unidades monoméricas.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-1705-17963-175994

Referências bibliográficas

• [1] AGUIAR, L. G.; GONÇALVES; M. A. D., PINTO; V. D., DIAS, R. C. S.; COSTA, M. R. P. F. N.; GIUDICI, R. (2014). Development of Cyclic Propagation Kinetics for Modeling the Área temática: Engenharia de Reações Químicas e Catálise 7Nitroxide-mediated Radical Copolymerization of Styrene-Divinylbenzene. Macromolecular Reaction Engineering, 8(4), 282–294. doi:10.1002/mren.201300105 ARRIOLA, D. J.; CUTIE, S. S.; HENTON, D. E.; POWELL, C.; SMITH, P. B. (1997). Crosslinker reactivity and the structure of superabsorbent gels. J. Appl. Polym. Sci, 63, 439–451.
• [2] GONÇALVES, M. A. D.; PINTO, V. D.; DIAS, R. C. S.; COSTA, M. R. P. F. N. (2011). Modeling Studies on the Synthesis of Superabsorbent Hydrogels Using Population Balance Equations. Macromolecular Symposia, 306-307(1), 107–125. doi:10.1002/masy.201000151 HOARE, T. R.; KOHANE, D. S. (2008). Hydrogels in drug delivery: Progress and challenges. Polymer, 49(8), 1993–2007. doi:10.1016/j.polymer.2008.01.027 KABANOV, V. A.; TOPCHIEV, D. A.; KARAPUTADZE, T. M.; MKRTCHIAN, L. A. (1975). Kinetics and mechanism of radical polymerization of weak unsaturated acids in aqueous solutions. European Polymer Journal, 11(2), 153–159. doi:10.1016/0014-3057(75)90140-8 RASOOL, N.; YASIN, T.; HENG, J. Y. Y.; AKHTER, Z. (2010). Synthesis and characterization of novel pH-, ionic strength and temperature- sensitive hydrogel for insulin delivery. Polymer, 51(8), 1687–1693. doi:10.1016/j.polymer.2010.02.013 ROLFES, H.; STEPTO, R. (1990). Network formation and properties: rate theory description of effects of ring formation on elastic shear modulus of RA2+RA3 networks. Macromolecular Symposia, 40, 61–79.
• [3] SAIDEL, G. M.; KATZ, S. (1968). Dynamic analysis of branching in radical polymerization. Journal of Polymer Science Part A-2: Polymer Physics, 6(6), 1149–1160.
• [4] doi:10.1002/pol.1968.160060608 SCOTT, R. A.; PEPPAS, N. A. (1997). Kinetic study of acrylic acid solution polymerization. AIChE Journal, 43(1), 135–144. doi:10.1002/aic.690430116 SIMÕES S.; FIQUEIRAS A. V. F. (2012). Modular Hydrogels for Drug Delivery. Journal of Biomaterials and Nanobiotechnology, 3, 185–199.
• [5] TEYMOUR, F.; CAMPBELL, J. D. (1994). Analysis of the Dynamics of Gelation in Polymerization Reactors Using the “Numerical Fractionation” Technique. Macromolecules, 27(9), 2460–2469. doi:10.1021/ma00087a015

Como citar:

AGUIAR, L. G.; SOUZA, E. F.; GIUDICI, R.; "ESTUDO EXPERIMENTAL E MODELAGEM MATEMÁTICA DA COPOLIMERIZAÇÃO DE ÁCIDO ACRÍLICO COM TRIMETILOLPROPANO TRIACRILATO INCLUINDO O PERÍODO DE PÓS-GELIFICAÇÃO", p-10857-10864. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-1705-17963-175994