Empleo de un agente de transferencia de cadena de bajo impacto medioambiental en la polimerización en emulsión de metacrilato de metilo

CIAN, LORENA; RONCO, LUDMILA I.; MINARI, ROQUE J.; VEGA, JORGE R.; GUGLIOTTA, LUIS M.

Huerta Grande

Congreso; II Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos (RITEQ 2010); 2010

PLAPIQUI - IDTQ

Entre las técnicas de polimerización que se utilizan para la producción de polímeros a nivel industrial, los procesos de polimerización en emulsión ocupan un lugar muy destacado. Esto se debe a que esta técnica presenta ventajas, tanto a nivel de la operación del proceso y de la aplicación de los productos, como así también medioambientales por el empleo de agua en vez de solventes orgánicos. Debido a la compartimentalización de los radicales libres presentes en la polimerización en emulsión, se obtienen polímeros con muy elevados pesos moleculares si no se incorpora un agente de transferencia de cadena (CTA). El iso-octil 3-mercapto propanoato (iOMP) ha sido muy poco estudiado como CTA y presenta menos olor e impacto medioambiental que los CTA’s comúnmente usados. En este trabajo se estudia el empleo del iOMP en la homopolimerización en emulsión del metacrilato del metilo (MMA) con el objetivo de controlar la distribución de pesos moleculares (MWD) del polimetacrilato del metilo (PMMA) sintetizado. En una primera etapa se investigó la cinética de la polimerización en emulsión  del MMA en ausencia del CTA. Para ello, se realizaron 4 polimerizaciones discontinuas empleando diferentes concentraciones de emulsificante (dodecilsulfato de sodio: SLS) y de iniciador (persulfato de potasio: KPS). En una segunda etapa se estudió el efecto de la incorporación del iOMP sobre la cinética de la polimerización y sobre la evolución de la MWD y de sus valores medios (Mn y Mw), realizándose 3 polimerizaciones con diferentes concentraciones de CTA ([iOMP]/[MMA] = 0.65, 1 y 1.25, respectivamente). Durante todas las reacciones se extrajeron muestras y se siguió la evolución de la conversión del MMA (x) por gravimetría, del diámetro medio de partícula (dp) por dispersión de luz dinámica, de la MWD y de sus valores medios (Mn, Mw) por cromatografía líquida de exclusión. Además, empleando la cinética clásica de la polimerización en emulsión en conjunto con los valores experimentales obtenidos, se determinó el número partículas (Np) y el promedio de radicales libres por partícula (ñ). En ausencia del CTA, se encontró un marcado efecto de la concentración de SLS y de KPS sobre Np, que tiene una incidencia directa en la evolución de x y dp. Además, se determinó 0.5<ñ<1.2, implicando una baja probabilidad de terminación bimolecular, que redunda en elevados pesos moleculares medios (Mw > 1×106 g/mol). Con la incorporación del iOMP se observa una marcada reducción de Mn y Mw, indicando un control de la MWD por transferencia de cadena al CTA. Se nota también un pequeño aumento de Np y una reducción de ñ, que podría atribuirse a la mayor probabilidad de desorción desde las partículas de los radicales formados por transferencia de cadena al CTA.