Determinación de constantes cinéticas de homopolimerización radicalaria en masa de ácido acrílico, butil metacrilato y lauril metacrilato mediante calorimetría diferencial de barrido

ANGEL NICOLAS HEREDIA; RAMSES SEGUNDO MELEÁN BRITO; JUAN MANUEL MILANESIO

Mar de Platta

Simposio; XV Simposio Argentino de Polímeros (SAP) y I Congreso Argentino de Materiales Compuestos (COMAT); 2023

Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales

La polimerización vía radicales libres está acompañada de una liberación de calor (entalpía de polimerización), debido a la reacción de adición de cada monómero a la cadena radicalaria creciente. Este calor liberado hace posible conocer la cinética de la polimerización, ya que se puede medir la evolución calorimétrica en función del tiempo. Para esto se supone que el flujo de calor medido es proporcional a la tasa de conversión y que es idéntico al calor desprendido por la reacción [1].En este trabajo se utilizó un calorímetro diferencial de barrido (DSC) marca TA instruments modelo DSC 250 para realizar mediciones en reacciones de polimerización en masa de ácido acrílico (AA), butil metacrilato (BMA) y lauril metacrilato (LMA), con la finalidad de obtener constantes cinéticas globales de polimerización radicalaria a distintas temperaturas, que nos permitan calcular la energía de activación (Ea) y el factor pre-exponencial (A) a partir de la ecuación de Arrhenius. Con estos dos parámetros, es posible conocer las constantes cinéticas para cualquier temperatura [1]. En las mediciones fue posible apreciar el efecto de autoaceleración característico de las reacciones de polimerización radicalaria en los tres monómeros, siendo más notorio en la polimerización del BMA, mientras que en AA y LMA se observaron desviaciones de este fenómeno. Por último, se realizó un ajuste de un modelo semi-empírico [2] con los datos obtenidos experimentalmente en el DSC, modelando las reacciones de polimerización radicalaria en masa. Se obtuvieron gráficas de conversión vs. tiempo, comparando los valores obtenidos experimentalmente con los ajustados para el modelo. Los valores encontrados para las energías de activación y los factores pre-exponenciales, y su rango térmico de validez, se muestran en la tabla 1, los cuales son similares a los reportados en bibliografía