Modelado Matemático para la Síntesis Industrial de la Resina Base de Melamina-Formaldehído Destinada a la Producción de Laminados Decorativos

NICOLAU, V.; ESTENOZ, D. A.; MEIRA, G. R.

Mendoza

Jornada; III Jornadas RedVITEC: "La Vinculación Tecnológica en el Bicentenario: Desafío para las Políticas Públicas, la Sociedad y la Universidad; 2010

Universidad Nacional de Cuyo y RedVITEC – Consejo Interuniversitario Nacional

Las resinas de melamina-formaldehído (MF) se obtienen básicamente por reacción entre la melamina (M) y el formaldehido (F) y se emplean como adhesivos en la producción de laminados decorativos y en compuestos por moldeo. Estas resinas consisten en una mezcla de moléculas metiloladas con 1 o más anillos. La reacción entre la M y el F consiste básicamente de una reacción de metilolación seguida por una condensación. 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, polimerización, y reacciona con el metanol presente en la solución (adicionado como estabilizante para evitar la precipitación del paraformaldehído) generando hemiformales.Los modelos matemáticos de los procesos de síntesis permiten predecir las principales variables de la polimerización, y analizar el efecto de las condiciones de reacción sobre las propiedades (moleculares, morfológicas y físicas) del producto obtenido. Se basan en los mecanismos físicoquímicos fundamentales involucrados en el proceso y constituyen una herramienta importante para el diseño, optimización y control de los reactores de polimerización. En este trabajo se desarrolló un modelo matemático capaz de simular el proceso industrial de síntesis de la resina base de MF destinada a la impregnación de papeles para la producción de laminados decorativos correspondiente a la firma Centro S.A. (San Francisco, Córdoba, Argentina). El modelo tiene en cuenta la heterogeneidad del proceso, las reacciones de metilolación y condensación, el equilibrio de hidratación del F, las reacciones del metanol (presente en el formol) y variaciones en la temperatura. Las simulaciones permiten predecir la distribución detallada de pesos moleculares y la estructura molecular de la resina base. El modelo se ajustó con datos experimentales (mediciones volumétricas, cromatográficas y espectroscópicas) de muestras industriales. Los resultados indicaron que la resina base de MF es una mezcla de moléculas con 1 a 3 anillos que poseen en promedio aproximadamente 6 hidrógenos y 2 metiloles por molécula y que sólo el 52% de las moléculas posee puentes. Como resultado de las simulaciones se observó que al final de la reacción queda aproximadamente un 10% de M sin reaccionar. Por otra parte, se evidenció un efecto desactivante del metanol sobre la metilolación, que se da durante la etapa de calentamiento, y luego desaparece. Así, no se observaron efectos importantes sobre los pesos moleculares medios y las funcionalidades medias al final de la reacción.