Estudo experimental e modelagem matemática do processo de pré-polimerização em massa de metacrilato de metila (MMA) com iniciação fotoquímica.

• Main Author: Teixeira, Soraia
• Publication Date: 2003
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-23092025-151439/
• topic: Fotoquímica; Mathematical models; Modelos matemáticos; Photochemistry; Polimerização; Polymerization

O objetivo do presente trabalho é o estudo experimental, modelagem e simulação do processo de pré-polimerização em massa de metacrilato de metila (MMA) por iniciação fotoquímica, visando a possíveis aplicações industriais. Experimentos foram realizados em um sistema em batelada do tipo foto-reator de imersão/tanque com reciclo, usando como fonte de radiação uma lâmpada a arco de mercúrio de média pressão de vapor, Heraeus TQ 150W. Foram analisadas as evoluções experimentais, ao longo do tempo, da concentração de iniciador, fração mássica e peso molecular do polímero obtido, para diferentes temperaturas, concentrações e tipos de fotoiniciadores (benzoína, éter metílico de benzoína e Irgacure 651), sendo utilizados métodos analíticos envolvendo espectrofotometria, actinometria química (ferrioxalato), medidas de HPLC e GC-MS. As análises mostraram que o monômero também sofre polimerização fotoquímica na ausência de fotoiniciadores, via formação de diradicais ativos. Esse mecanismo, bem como a etapa de iniciação fotoquímica dos radicais gerados pela fotólise dos iniciadores, foram incluídos em um modelo baseado na cinética clássica de polimerização por radicais livres e no método dos momentos da distribuição de tamanhos de cadeia. A taxa volumétrica local de absorção de fótons (LVRPA) foi obtida usando-se os modelos de fonte linear com emissão esférica e paralela. Os resultados experimentais foram utilizados, em conjunto com o simulador desenvolvido emMATLAB®, para a otimização dos parâmetros do modelo, a qual revelou a necessidade de se considerar o período (transiente) de aquecimento da lâmpada no modelo. Esse transiente, modelado usando-se uma função empírica, sugere mudanças na metodologia utilizada nos ensaios de actinometria, bem como nos experimentos de polimerização por iniciação fotoquímica.