INVESTIGADORES
ASTEASUAIN Mariano
congresos y reuniones científicas
Título:
MODELIZADO ESTOCÁSTICO DEL PROCESO DE INJERTO DE ANHÍDRIDO MALEICO EN POLIPROPILENO. ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE DISTINTOS ENFOQUES
Autor/es:
ROMERO PIETRAFESA, TOMÁS; SARMORIA, CLAUDIA; ASTEASUAIN, MARIANO
Lugar:
Mar del Plata, Argentina
Reunión:
Congreso; XV Simposio Argentino de Polímeros-I Congreso Argentino de Materiales Compuestos SAP COMAT 2023; 2023
Institución organizadora:
INTEMA-Universidad Nacional de Mar del Plata
Resumen:
Durante las últimas décadas, se han llevado a cabo numerosos estudios sobre la reacción de injerto de anhídrido maleico (MAH) sobre polipropileno (PP) mediante el uso de un iniciador radicalario, debido al impacto significativo que este proceso tiene sobre varias propiedades de interés. La mayoría de estos estudios se han enfocado en el aspecto experimental, utilizando diversos métodos de producción, siendo la extrusión reactiva la más predominante.A pesar de la gran cantidad de trabajos experimentales publicados, todavía no se comprende totalmente el mecanismo de reacción de este proceso. Aunque hay cierto consenso sobre los pasos principales del mismo, aún se discuten detalles de ciertos pasos cinéticos y la importancia y presencia de varias reacciones secundarias. La homopolimerización de MAH es una de las reacciones más debatidas, con algunos autores desestimando su importancia debido a criterios termodinámicos, mientras que otros basan su relevancia en datos experimentales. La reacción de abstracción de hidrógeno también ha sido objeto de discusión en la literatura. Algunos autores postulan que ocurre como un paso cinético independiente, mientras que otros sostienen que es un mecanismo intermedio de la escisión-β. Además, la relación entre las variables operativas del proceso y la microestructura del polímero tampoco se comprende a en su totalidad.El modelizado matemático es una herramienta importante para mejorar el entendimiento de las cuestiones mencionadas. Se han reportado en la literatura algunos trabajos sobre el modelizado de este proceso, aunque la mayoría de ellos presenta limitaciones. Por ejemplo, Zhu et al. desarrollaron un modelo de Monte Carlo basado en un mecanismo de reacción simplificado que no consideró la mayoría de las reacciones secundarias ni la reacción de homopolimerización del MAH. Por otra parte, Giudici y Aguiar et al. formularon sendos modelos basados en mecanismos más completos, aunque no consideraron la reacción de homopolimerización del MAH. Estos son modelos determinísticos que emplean el método de los momentos. Estos trabajos son consistentes entre sí y se ajustan bien a los datos experimentales, pero no proporcionan una comprensión integral del mecanismo de reacción ni de la importancia relativa de los pasos cinéticos del mismo.El objetivo de este trabajo es proponer un mecanismo exhaustivo para la reacción de injerto de MAH en PP y determinar los pasos cinéticos que tienen el mayor impacto en las propiedades moleculares de interés. Para lograr esto se proponen dos modelos de Monte Carlo, que difieren en su tratamiento de la reacción de abstracción de hidrógeno. Esta diferencia genera dos subconjuntos diferentes de pasos cinéticos y especies químicas en el mecanismo. Además, los modelos también tienen en cuenta la posibilidad de permitir o no la homopolimerización de MAH. Ambos modelos proporcionan información detallada sobre microestructura del polímero, como los pesos moleculares promedio en número y en peso, la distribución de pesos moleculares, el grado de injerto y características moleculares relacionadas con la morfología de las cadenas injertadas, a lo largo de todo el tiempo de reacción. Las constantes cinéticas del modelo se estimaron mediante un ajuste con datos experimentales obtenidos por el grupo, utilizando la técnica de Superficie de Respuesta (RSM). El ajuste de los datos es bueno y permite analizar las ventajas y desventajas de cada uno de los enfoques presentados anteriormente. Además, se informa sobre la influencia de cada uno de los pasos cinéticos del mecanismo en la microestructura del polímero. Los resultados muestran que varias reacciones secundarias propuestas no influyen en las propiedades finales y pueden ser desestimadas.