Uso de sensores virtuais MCR-ALS/PLS e modelagem fenomenológica na copolimerização de metacrilato de metila e pivalato de vinila em miniemulsão

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cunha, Luiz Phelipe Medeiros
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/50277
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2023.
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spelling Uso de sensores virtuais MCR-ALS/PLS e modelagem fenomenológica na copolimerização de metacrilato de metila e pivalato de vinila em miniemulsãoCopolimerizaçãoQuimiometriaMiniemulsãoDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2023.A possibilidade de acompanhar as reações em linha e em tempo real tem despertado o interesse em diversos segmentos tecnológicos. Técnicas vibracionais têm se destacado pela facilidade de aquisição de dados e capacidade de gerar uma vasta gama de informações de processo em curtos espaços de tempo. Desta forma, este trabalho vislumbra aplicar técnicas de modelagem para descrição do comportamento da reação de copolimerização em miniemulsão entre o metacrilato de metila (MMA) e o pivalato de vinila (PVi), aliadas ao monitoramento em tempo real com a utilização de uma sonda de FT-IR para inferência da conversão dos monômeros em polímero e da composição da cadeia polimérica. Abordagens Quimiométricas foram utilizadas para o desenvolvimento de modelos de calibração e posterior validação, utilizando-se duas abordagens distintas, Resolução de Curva Multivariada (MCR – do Inglês Multivariate Curve Resolution) e Mínimos Quadrados Parciais (PLS – do Inglês Partial Least Squares). A partir da composição do copolímero obtido de 1H-RMN, empregou-se o modelo terminal proposto por Mayo-Lewis para determinação da as razões de reatividade do par monomérico MMA e PVi (rMMA = 18,24 ± 2,76 e rPVi = 0,0663 ± 0,0549, com r2 = 0,9722). Com as equações de balanço de massa das reações, foi possível determinar os fatores de correção para as constantes de propagação (kp’MMA = kpMMA + 0,59024*χ² + 35,843*χ – 535,29 e kp’PVi = kpPVi*1,83463) e juntamente às razões de reatividade, construir um modelo teórico capaz de explicar o comportamento experimental. Os modelos de predição desenvolvidos, quimiométricos (MCR-ALS e PLS) e fenomenológico, descreveram de forma satisfatória os perfis de conversão, prevendo de forma acurada o comportamento dinâmico da reação.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)The possibility of in line reaction monitoring raised the attention of several technological fields. The use of vibrational techniques has been growing in these applications due to ease of data acquisition and simple handling, beyond of getting a huge amount of data in a little time window. In this way, this work is intended to apply modeling techniques to describe the behavior of miniemulsion methyl methacrylate (MMA) and vinyl pivalate (VPi) copolymerization associated with real time monitoring, by using a FT-IR in situ probe to infer the conversion of monomers into copolymers and copolymer chain composition. Chemometrics methods have been applied for the development of calibrations and subsequent validation methods, using two different approaches, MCR (Multivariate Curve Resolution) and PLS (Partial Least Squares). Firstly, by using copolymer composition data obtained by 1H-NMR measurements, Mayo-Lewis’ terminal unit effect model was applied to determine the monomer reactivity ratios (rMMA = 18,24 ± 2,76 and rVPi = 0,0663 ± 0,0549 with r2 = 0,9722). In use of mass balance model, it was possible to determine the real propagation constant for both homopolymerizations, by a correction factor calculation (kp’MMA = kpMMA + 0,59024*χ² + 35,843*χ – 535,29 and kp’VPi = kpVPi*1,83463) and along reactivity ratios, a theoretical prediction model was built to explain experimental data behavior. The prediction models developed, chemometrics (MCR-ALS and PLS) and phenomenological, successfully described the conversion profiles and consequently reaction dynamic behavior.Instituto de Química (IQ)Programa de Pós-Graduação em QuímicaSilv, Fabricio MachadoBraga, Jez Willian BatistaCunha, Luiz Phelipe Medeiros2024-09-02T21:39:43Z2024-09-02T21:39:43Z2024-02-022023-03-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfCUNHA, Luiz Phelipe Medeiros. Uso de sensores virtuais MCR-ALS/PLS e modelagem fenomenológica na copolimerização de metacrilato de metila e pivalato de vinila em miniemulsão. 2023. 140 f., il. Dissertação (Mestrado em Química) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio.unb.br/handle/10482/50277porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-09-02T21:39:43Zoai:repositorio.unb.br:10482/50277Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-09-02T21:39:43Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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