INTEC   05402
INSTITUTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Cinética de la Hidroximetilación de la Melamina en Presencia de Metanol
Autor/es:
S. PEREZ, A. STOLA, V. NICOLAU Y D. ESTENOZ
Lugar:
Villa María
Reunión:
Jornada; V Jornadas de Ciencia y Tecnología para Alumnos de la Universidad Tecnológica Nacional Villa María (UTN); 2012
Institución organizadora:
UTN Regional Villa María
Resumen:
Las resinas base de melamina-formaldehído (MF) son una mezcla líquida de moléculas de 1, 2, y más anillos hidroximetilados obtenidos por reacción entre la melamina (M) y el formaldehido (F). Su principal aplicación es en la fabricación de compuestos por moldeo y de laminados decorativos. Si bien estas resinas han sido muy investigadas tanto por la industria como por la academia su cinética no ha sido aún totalmente dilucidada. Desde el punto de vista cinético, el sistema es complejo. La M es sólo parcialmente soluble en la solución de F, y por lo tanto el sistema es heterogéneo a altas concentraciones de M. Por otra parte el F sufre hidratación/dehidratación, polimerización y reacciona con el metanol presente en la solución (agregado como estabilizante a fin de evitar la precipitación de los polímeros del F) formando hemiformales. La reacción entre la M disuelta y el F ocurre en 2 etapas: la hidroximetilación y la condensación. La hidroximetilación es rápida y reversible por debajo de los 60 ºC mientras que la condensación es casi despreciable a bajas temperaturas. En este trabajo se estudió teórica y experimentalmente la hidroximetilación de la M en sistemas homogéneos con y sin metanol a fin de determinar su efecto sobre la cinética de la hidroximetilación. El trabajo experimental consistió en la síntesis de 4 resinas de MF con una relación molar inicial de reactivos M0/F0= 8 y pH=9.0. Se emplearon una solución de formol 37% comercial con un 4% de metanol y una solución de formol obtenida a partir de paraformaldehído con cantidades despreciables de metanol; y temperaturas de 38 °C y 48 °C, respectivamente. Se tomaron muestras a lo largo de las reacciones y se emplearon técnicas volumétricas, espectroscópicas (1H y 13C RMN) y cromatográficas (SEC) para su caracterización. Las determinaciones volumétricas involucraron al método del sulfito (para la determinación de F libre) y a la técnica del iodo (para la determinación conjunta de F y grupos metiloles). Mediante 1H y 13C RMN, se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo de los grupos funcionales presentes. Las mediciones por SEC se emplearon para verificar la ausencia de condensación. En relación al trabajo teórico se adoptó el modelo de Nicolau et al. (2009) y se agregaron las reacciones del F con el metanol. Se adoptaron las expresiones de Arrhenius publicadas en la literatura para las constantes cinéticas de hidroximetilación y las asociadas a las reacciones con el metanol (Nicolau et al., 2009; Hahnenestein et al., 1994 and 1995; Rudnev et al., 1977; Shecker y Schultz, 1969; Siling y Akselrod, 1968). El modelo permite predecir las distribuciones de pesos moleculares y de funcionalidades. El programa de computación fue escrito en Matlab y el sistema de ecuaciones se resolvió mediante la resolución de un sistema de ecuaciones no lineal. El modelo se validó a partir de las mediciones propias. Los resultados teóricos mostraron muy buena concordancia con las mediciones. Como era de esperar, el metanol tiene un efecto inhibidor sobre la hidroximetilación de la M.