Resumen

En la literatura existen varios estudios que comparan la precisión de varios modelos en la descripción del comportamiento PvT de los polímeros. Sin embargo, la mayoría de estos estudios no proporcionan información sobre la calidad de los parámetros estimados o la sensibilidad de la predicción de las propiedades termodinámicas a los parámetros de las ecuaciones. Además, hay pocos estudios que exploren la predicción de los coeficientes de expansión térmica y compresión. Basándose en estas observaciones, el objetivo de este estudio es profundizar en el análisis de las ecuaciones de estado de Tait, HH (Hartmann-Haque), MCM (modelo de celdas modificado) y SHT (teoría de agujeros simplificada) en la predicción del comportamiento PvT de polímeros, tanto para estado fundido como sólido.

Los resultados mostraron que todas las ecuaciones de estado proporcionan una descripción adecuada del comportamiento PvT en estado fundido, con bajas desviaciones estándar en la estimación de parámetros, adecuada sensibilidad de sus parámetros y predicción plausible de los coeficientes de volumen específico, expansión térmica y compresión isotérmica. En el estado sólido, la ecuación de Tait mostró un rendimiento similar a la del estado fundido, mientras que la HH mostró resultados satisfactorios para polímeros amorfos y dificultad en el ajuste de la curva PvT para polímeros semicristalinos.

INTRODUCCIÓN

El estudio del comportamiento termodinámico de los polímeros es esencial para analizar las transformaciones físicas que ocurren durante el procesamiento, por ejemplo, moldeo por inyección o extrusión, y para predecir las propiedades de los productos finales. Los polímeros en estado fundido o en solución pueden representarse correctamente mediante una ecuación de estado (EoS) porque pueden considerarse estados de equilibrio para los polímeros. Por el contrario, el estado sólido es al menos un estado de quasi-equilibrio, ya que las propiedades dependen de las condiciones de solidificación, como la velocidad de enfriamiento y la presión, lo que dificulta su descripción mediante EoS.

Se han desarrollado numerosas ecuaciones de estado para describir el comportamiento PvT (presión-volumen-temperatura) de los polímeros. En la literatura, existen varios estudios que comparan la precisión de ajuste de varios modelos para datos PvT de polímeros. Estos estudios se centran principalmente en el análisis de la precisión de ajuste del volumen específico en estado fundido, empleando generalmente el método de mínimos cuadrados para el paso de estimación de parámetros. Han mostrado que las ecuaciones teóricas basadas en modelos de celda y hueco, y las ecuaciones empíricas de Tait y Hartmann-Haque (HH) son las que proporcionan un ajuste más preciso de los datos experimentales. Por otro lado, hay poca información disponible en la literatura sobre al menos dos aspectos importantes que son esenciales para el uso de las ecuaciones mencionadas en la simulación de procesos: la calidad de los parámetros estimados en función del modelo empleado y la precisión de ajuste de los modelos para los coeficientes de expansión térmica y compresibilidad isoterma. 

• Materias:Propiedades termodinámicas Polímeros Modelo de predicción Ecuaciones
• Subjects:Thermodynamic properties Polymers Prediction modeling Equations
• Palabras claves:Ecuación de estado; Comportamiento PvT (Presión-volumen-temperatura); Polímero
• Keywords:Equation of state; PvT behavior (Pressure-volume-temperature behavior); Polymer