Estudo da formação de redes poliméricas através da técnica de polimerização em miniemulsão: estudo experimental e modelagem matemática.

• Autor(a) principal: Santos, Vinícius Nobre dos
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• 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-07022022-105126/
• topic: Divinilbenzeno; Divinylbenzene; Estireno; Mathematical modeling; Microgeis; Microgels; Miniemulsion polymerization; Modelos matemáticos; Polimerização; Styrene

Foram realizadas reações de homopolimerização de estireno e copolimerização de estireno com divinilbenzeno em minimeulsão com o objetivo de contribuir para o aumento do entendimento sobre esses sistemas em miniemulsão. Para auxiliar no entendimento dos sistemas estudados foi utilizado um modelo matemático para homopolimerização do estireno e outro modelo para a copolimerização estireno-divinilbenzeno. A homogeneização foi realizada em dispersor do tipo rotor estator (Ultra-Turrax) e as reações foram conduzidas em reator batelada isotérmico. As principais variáveis independentes analisadas no presente trabalho foram o tipo de surfactante (aniônico e não iônico), a concentração de surfactante e a concentração do divinilbenzeno. O modelo utilizado para homopolimerização do estireno utiliza o método dos momentos para determinação da massa molar média. O modelo utilizado para a copolimerização estirenodivinilbenzeno utiliza o fracionamento numérico para descrição das massas molares da fração solúvel e da fração gel. A conversão de monômeros para as reações de homopolimerização e copolimerização foram ajustadas através do parâmetro de eficiência de captura das gotas e diâmetro de partículas. Foi verificada uma correlação e ajustado através de uma expressão quadrática o parâmetro de eficiência de captura das gotas e o tamanho de partículas dos experimentos ajustados. O parâmetro de ligações cruzadas apresentou diferentes valores de ajuste para diferentes diâmetros de partículas: 0,0005 para experimentos com diâmetros de partículas de 123 nm e 152 nm; 0,001 para experimento com diâmetro de partículas de 82 nm. Os resultados mostraram que o tipo e concentração de surfactante têm grande influência sobre o tamanho das partículas e através do efeito de compartimentalização de radicais, o tamanho de partículas é a propriedade que tem maior influência sobre a conversão de monômeros, massa molar média, concentração de duplas ligações pendentes e fração gel. A mistura de surfactantes pode produzir distribuição de tamanho de partículas com maiores polidispersidades o que pode não ser a situação ideal quando se deseja ter um maior controle sobre as estruturas. A reação de formação de microgéis através da copolimerização em miniemulsão apresenta, desde os instantes iniciais, fração gel em torno de 1, não apresentando o pico característico de ponto gel observado nas reações de formação de redes poliméricas em meios homogêneos. O diâmetro de partículas tem influência sobre o parâmetro de ligações cruzadas e nesse contexto a polimerização em miniemulsão é uma técnica promissora para sínteses de microgéis com um controle adicional sobre sua microestrutura.