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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/751| Modelado cinético de la CCTP del B-mirceno y estudio reocinético mediante acoplamiento al modelo cinético | |
| ANDRES UBALDO ALARCON | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Doctorado en tecnología de polímeros | |
| El interés en la polimerización de monómeros de hidrocarburos naturales del tipo terpeno para la producción de hules de alto rendimiento, ha ido en aumento año tras año. En este trabajo, se presenta la polimerización del monómero β-mirceno en régimen de transferencia de cadena coordinativa (CCTP), utilizando como sistema catalítico versatato de neodimio (NdV3), como cocatalizador diisobutilaluminio (DIBAH) y como fuente de cloro dimetildiclorosilano (Me2SiCl2). La obtención de una distribución de pesos moleculares (DPM) bimodal a bajas conversiones durante la polimerización, evidenció la presencia de dos poblaciones, sugiriendo que durante el proceso de polimerización se encuentran presentes dos especies catalíticas activas. Posteriormente, en medias y altas conversiones se desarrolla una distribución unimodal. Esto sugiere que un sitio activo se desactiva poco tiempo después de que inicia la polimerización. En base a la información experimental, se propuso un mecanismo de reacción para una polimerización en régimen CCTP que toma en cuenta dos especies catalíticas. Además, se desarrolló un modelo matemático de la cinética de polimerización basado en el método de los momentos para estudiar un conjunto de experimentos seleccionados, cuyas relaciones moleares fueron las siguientes: [β-mirceno]0 / [NdV3]0 / [DIBAH]0 / [Me2SiCl2]0 = 660/1/2/1, 885/1/2/1 y 533/1/2/1. Asimismo, se utilizó el software Matlab® para resolver el sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias asociadas a los momentos. Para estimar la constante de velocidad cinética de los sistemas, se llevó a cabo una minimización de la suma de errores cuadrados (SSE) entre los valores predichos del modelo y las mediciones experimentales, resultando en un ajuste muy satisfactorio. Se estimaron un conjunto de parámetros de Arrhenius para la relación [β-mirceno]0 / [NdV3]0 / [DIBAH]0 / [Me2SiCl2]0 = 660/1/2/1 en un rango de temperatura entre 50 a 70 °C. Adicionalmente, se evaluó la viscosidad a corte cero, n0, a , a diferentes tiempos de polimerización, y se relacionó con la conversión y el peso molecular promedio en peso , mediante un modelo reocinético. Finalmente, el modelo de la cinética de polimerización se acopló con el modelo reocinético. En este trabajo se integraron un modelo reocinético y un modelo cinético para describir la viscosidad en función del peso molecular y la conversión (), modelando promedio y a partir de la cinética de polimerización, constantes de reacción, concentraciones iniciales y tiempo de reacción. Se evaluó si el modelo cinético al combinarse con el reocinético puede predecir adecuadmante a partir de los parámetros cinéticos y el tiempo de polimerización. En este sentindo, la combinación de ambos modelos permitió describir y predecir adecuadamente. Si bien ambos modelos cumplieron su objetivo, se identificaron áreas de mejora en la optimización y ajuste de parámetros, así como la extensión y algunas mejoras en la parte experimental. A pesar de las áreas de mejora identificadas, el modelo de cinética de polimerización permitió describir efectivamente el comportamiento de la cinética de polimerización y los pesos moleculares promedio. Además, al integrarlo con el modelo reocinético, ambos modelos combinados lograron el objetivo de describir y predecir n0 adecuadamente a partir de los parámetros cinéticos y el tiempo de polimerización. Por tanto, se consideró suficiente para esta investigación desarrollar modelos y parámetros que describieran con precisión los datos experimentales. | |
| 2024 | |
| Tesis de doctorado | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Doctorado |
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| Carta Aceptación Andrés Ubaldo Alarcón.pdf | 181.72 kB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |