Cálculo do número médio de radicais livres por partícula pelo método de frações parciais

Abstract

RESUMO Tendo em vista a quantidade de reações de polimerização e os diversos parâmetros, os quais podem interferir no trajeto em que uma polimerização pode percorrer até chegar no produto desejado, é imprescindível os estudos destes parâmetros e outras possibilidades de condições iniciais. Diante deste cenário, o trabalho visa calcular o número médio de radicais livres por partícula, n, através do método de frações parciais em uma reação de polimerização em emulsão. O cálculo pode ser aplicado em qualquer modelo de polimerização em emulsão via radicais livres, entretanto o modelo utilizado no trabalho é um modelo coadjuvante e simplificado que serve de suporte para validação do cálculo de n. Neste modelo estão simulados os intervalos 1 e 2, nos quais as variáveis n e CRpt são calculadas de forma iterativa. Este trabalho apresenta o perfil temporal de iniciador, monômero, polímero, número de partículas, volume de partículas e número médio de radicais. Os resultados permitiram traçar perfis satisfatórios que apesar de algumas particularidades, como variações abruptas durante um curto período de tempo, ainda mostraram uma boa ordem de grandeza dos valores obtidos. Estas reações possuem um grau de polimerização alto no início e não costumam ultrapassar o valor de um radical livre por partícula, essas características são corroboradas nas curvas dos gráficos gerados. A concentração máxima de radicais foi de 0,2 radicais por partícula no início do processo e houve um consumo progressivo até quase zero ao final do processo. Embora o modelo seja simplificado, ele apresentou resultados consistentes qualitativamente e pode se torna útil na previsão do comportamento do sistema após identificação dos parâmetros através de dados experimentais válidos.__ABSTRACT Based on the amount of polymerization reactions existing and the various parameters, which can interfere in the course of the reaction until they reach the wanted polymer,.The studies of this parameters and other initial conditions possibilities are essential. According with that case, this Project aims calculate the average number of free radicals per particle by the partial fraction method in a emulsion polymerization reaction. The calculus can be applied on any model of free-radicals emulsion polymerization. However , the used model in this project is simplified and it works as a support of n calculus validation. Intervals 1 and 2 are simulated in this model, where the variables n and CRpt are iteratively calculated. This paperwork presents the time function behavior of the: initiator, monomer, polymer, particles number, volumes particle and average number of free radicals. The result allowed to trace satisfying outcomes even though they have show some particularities as abrupt variation. Those reactions own a high polymerization rate in the beginning and they don’t use to exceed the value of one free-radical per particle. This is corroborated in the generated graphics. The maximum radicals concentration was 0.2 radicals per particle in the beginning of the process. Plus, there was almost the total consumption of them in the process ending. Although the model is simplified, it produced consistent results qualitatively. Also, it may become useful in the prediction of the system behavior after the parameters identification through the experimental data.