Síntese de um polímero superabsorvente e estudo cinético da homopolimerização do ácido acrílico.

• Autor(a) principal: Araujo, Gabriel Mariano
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-07042021-164829/
• topic: Acrylic acid; Cinética; Kinetic; Mathematical modeling; Modelos matemáticos; Polimerização; Polymerization

Os polímeros acrílicos são de grande importância e amplamente utilizados na indústria química. Sua síntese em solução aquosa é de fundamental importância devido a possíveis interações de seus monômeros com a água, podendo desviar a polimerização de comportamentos usuais. Apesar de muitas patentes serem protocoladas e da relevância da polimerização radicalar do ácido acrílico, ainda há algumas dúvidas sobre sua cinética e a produção de poli (ácido acrílico) (PAA). No presente trabalho, estudou-se a cinética química e a modelagem matemática do processo de homopolimerização do ácido acrílico. Com base nas reações executadas, foi possível determinar parâmetros cinéticos e simular a conversão de monômero e as massas molares médias em função do tempo. Um polímero superabsorvente foi sintetizado utilizando ácido acrílico e o trimetilolpropano triacrilato e algumas caracterizações foram realizadas (fração gel e duplas ligações pendentes). As reações foram feitas em solução aquosa com persulfato de sódio como iniciador. A conversão foi medida pelo método gravimétrico e para as caracterizações do polímero reticulado foram utilizadas as técnicas de extração com água para a fração de gel e titulação para determinação do teor de duplas ligações pendentes.Paralelamente, um modelo cinético desenvolvido na literatura (Minari et al.,2011) foi implementado e validado para o processo de homopolimerização. As análises mostraram um comportamento clássico tanto da conversão quanto das massas molares médias. Estudos das reações em diferentes pHs foram realizados nos quais verificou-se uma forte influência do grau de neutralização do ácido sobre a velocidade de polimerização (constante de propagação). O efeito do pH (e grau de neutralização do meio reacional) sobre a propagação foi adequadamente representado quando se considera um valor de constante de propagação para o monômero não ionizado (baixo pH) e outro valor para o monômero na forma ionizada (pH mais altos, próximo do neutro). Para aproximar o estudo a processos industriais, foi desenvolvido um equacionamento baseado nas reações do inibidor para explicar o comportamento observado do tempo de indução, o qual foi validado com dados experimentais.