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Polimerización en Emulsión Usando el Líquido Iónico C1TG®y DTAB como Tensoactivos; Estudio del Tamaño de Partícula y su Distribución: Modelación Matemática, Simulación y Validación Experimental
ARIADNA JIMENEZ VICTORIA
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Doctorado en tecnología de polímeros
Un objetivo importante en la investigación de los procesos de polimerización en emulsión es el desarrollo de modelos matemáticos predictivos, para lo cual deben basarse en los mecanismos fundamentales involucrados en el proceso. Sin embargo, la polimerización en emulsión es un sistema complejo de reacción multifásico en el que la polimerización procede de acuerdo con un esquema cinético bastante complicado. Es posible desarrollar un modelo matemático completo que incluya todos los detalles que uno desee, pero esto corre el riesgo de ser un modelo no factible porque puede ser imposible diseñar experimentos capaces de proporcionar suficiente información para detallar los mecanismos que realmente ocurren y estimar los parámetros correspondientes. Además, los modelos complejos son difíciles de usar en algunas aplicaciones como el control en línea. Por otra parte, la aplicación de modelos demasiado simples se limita a la gama de condiciones en las que se llevaron a cabo los experimentos utilizados para estimar los parámetros de estos modelos, es decir, tienen una capacidad predictiva muy limitada. Por lo tanto, el modelo matemático tiene que ser tanto predictivo como manejable. La distribución del tamaño de la partícula es una de las propiedades más importantes en la caracterización de los látex obtenidos mediante polimerización en emulsión, esto influye en la reología (Amaral, Van Es, & Asua, 2004), propiedades ópticas, adhesión, características de secado y resistencia mecánica de los productos. Estas características dependen de la distribución completa más que del tamaño promedio; por lo tanto, el control de la DTP es de gran interés en la industria y en la investigación. La aplicación define el perfil de la DTP que es requerido para que el producto muestre el desempeño que se desea. (Lorena Farías Cepeda, 2010). La polimerización en emulsión es una práctica común en la industria de resinas poliméricas, debido a la facilidad de producir látex con propiedades específicas de una manera amigable con el medio ambiente. Sin embargo, cuando se compara con otros procesos químicos, el control de la calidad del polímero es una tarea más sofisticada y desafiante en el proceso de polimerización en emulsión debido a que las propiedades moleculares y reológicas de un polímero afectan sus propiedades de uso final tales como adhesión y formación de película.
Por lo tanto, el desarrollo de modelos matemáticos completos para predecir la calidad del polímero es una de las preocupaciones principales para el control y la optimización, a fin de que se obtengan materiales poliméricos que tengan propiedades deseadas. Existen diferentes métodos para producir dispersiones poliméricas que pueden dar lugar a diferentes tamaños promedio de partícula y formas de la DTP. Sin embargo, todos ellos tienen un marco fenomenológico en común que gobierna la evolución de la DTP y que incluye los siguientes fenómenos: formación de partículas (nucleación), crecimiento y coagulación de partículas, éste último altamente influenciado por las condiciones hidrodinámicas. La modificación de estos factores es lo que en principio puede permitir controlar la DTP para una determinada geometría y agitación de reactor. Sin embargo, estos factores no están del todo comprendidos, particularmente para el caso de la polimerización en emulsión.
2024
Tesis de doctorado
Español
QUÍMICA
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