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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/750| Estudio cinético, determinación de relaciones de reactividad y modelado matemático de la copolimerización de ésteres cíclicos vía polimerización por apertura de anillo (ROP). | |
| Diana Berenice Esqueda Velázquez | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Maestría en tecnología de polímeros | |
| En el presente trabajo se propone una estrategia de síntesis del copolímero poli(𝜀- caprolactona-co-brasilato de etileno), de manera que sea posible obtener un copolímero con una concentración equimolar homogénea de ambos monómeros a lo largo de la cadena del polímero.
Primeramente se llevó a cabo la síntesis del copolímero poli(𝜀-caprolactona-co-brasilato de etileno) vía polimerización por apertura de anillo (ROP, por sus siglas en ingles), se analizaron dos tipos de ROP, por coordinación-inserción utilizando Nd (OiPr)3. como iniciador y organocatalítica empleando el sistema de iniciador-catalizador BzOH-TBD. De las cuales se llevó a cabo el estudio cinético de conversión y composición empleando RM de 1H de las homopolimerizaciones y de una serie de cinco copolímeros.
Para la estimación de las relaciones de reactividad se utilizaron los datos obtenidos de conversión y composición de los copolímeros sintetizados mediante ROP organocatalítica, sus valores fueron de 𝑟1= 7.10 y r2= 0.188 (1 e-CL y 2 para EB) para con un coeficiente de determinacion R2= 0.96196 y un error promedio de regresión de 𝑀𝐴𝐸 = 0.031. Aprovechando estas relaciones se calculó la distribución de la longitud de secuencia de cadena para cada monómero, se obtuvo un valor promedio en número de esta de 𝑛= 7.8 y ̅̅̅ = 1.2, ambos datos comprueban una arquitectura del copolímero mayoritaria de M1 o un copolímero gradiente.
Empleando las relaciones de reactividad estimadas y los estudios cinéticos de las homopolimerizaciones fue posible calcular las constantes cinéticas involucradas en el modelo matemático, las cuales fueron: 𝑘11= 8.07 l/mos.s, kp22= 3.27 L/mos.s. kp12= 1.14 L/mos.s, kp21= 17.3 L/mos.s.
Se propuso un modelo matemático simplificado que se fundamentó en el método de la propiedad instantánea y que consistió en los balances de materia obtenidos del esquema cinético que se propuso. El producto de aplicar este modelo matemático fueron los flujos volumétricos de alimentación del monómero más reactivo (𝜀-caprolactona) que aseguraron una concentración equimolar de los monómeros en cada tiempo de la reacción. La síntesis del copolímero se escaló a nivel planta piloto mediante un proceso semicontinuo empleando los flujos de 𝜀-caprolactona calculados. El material obtenido presentó un peso molecular Mn de 15 kDa y una dispersidad de 2, una temperatura de degradación en una sola etapa e intermedia a la reportada para los homopolímeros de 420 °C, una temperatura de cristalización y de fusión menor a la reportada para sus homopolímeros debido a la presencia de un fenómeno de isodimorfismo, con valores de Tc=27.6 °C y Tm=49.8 °C y una temperatura de transición vítrea igual a Tg=-22.24 °C. Además, se observó un aumento significativo en la flexibilidad del material sintetizado debido al aumento de su módulo elástico. | |
| 2024-02 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| QUÍMICA | |
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