Modelagem matemática da cinética do processo de polimerização em emulsão do metacrilato de metila

Abstract

A polimerização em emulsão é uma técnica de polimerização via radicais livres que possui aplicações em diversas áreas sendo foco de vários estudos presentes na literatura, bem como em aplicações industriais. Entre suas vantagens, destacam-se a produção de polímero de elevada massa molar, controle mais simples e versatilidade das propriedades do produto final e emprego da água como fase contínua. O presente trabalho tem como objetivo descrever e validar um sistema de polimerização em emulsão do metacrilato de metila através de um modelo matemático proposto explicitando a sequência lógica de abordagem e metodologia para sua resolução. O modelo proposto levou em consideração a polimerização de radicais livres em três etapas: iniciação, propagação e terminação, representadas por um sistema de equações diferenciais não-lineares provenientes da cinética das reações em cada etapa. A partir de dados experimentais e parâmetros da literatura, tal sistema foi solucionado e parâmetros cinéticos foram otimizados visando melhor ajuste ao conjunto de dados experimentais através da ferramenta computacional MATLAB R2016a. Obtiveram-se valores de concentrações dos seus principais componentes (iniciador, monômero e polímero), conversão de monômero e massa molar média em função do tempo. Além disso, analisou-se a influência da concentração de iniciador na conversão final obtida. O modelo representou o sistema de maneira razoável explicitado pelo valor do coeficiente de determinação, R 2 , de 0,98.