Resumen

Aunque tanto los procesos de polimerización en emulsión como en suspensión se realizan en medios heterogéneos, cada proceso presenta sus propias características típicas, como la distribución del tamaño de partícula, la distribución del peso molecular, las tasas de nucleación de las partículas de polímero, las tasas de polimerización, etc. En este trabajo se llevan a cabo polimerizaciones de estireno en procesos de suspensión y emulsión simultáneamente. La carga inicial del reactor se asemeja a la receta de las polimerizaciones estándar de estireno en suspensión, mientras que los constituyentes de la polimerización en emulsión se añaden durante el lote. Se analiza la influencia del momento en que se inicia la alimentación de la emulsión sobre el curso de la polimerización y los efectos sobre las propiedades del polímero. Se desarrolla un modelo matemático para describir el comportamiento del sistema. Los datos de simulación obtenidos con el modelo propuesto concuerdan bien con los datos experimentales de conversión, peso molecular medio y distribución del peso molecular. Se observó que la morfología de las partículas de polímero y el peso molecular medio cambian muy significativamente con el tiempo de alimentación de la emulsión y que tales cambios pueden dar lugar a distribuciones bimodales del peso molecular. Se obtuvieron partículas de polímero con núcleo, en las que el núcleo estaba formado por partículas de polímero procedentes del proceso de polimerización en suspensión y la concha por partículas de polímero procedentes del de emulsión.

INTRODUCCIÓN

Las propiedades finales de las resinas poliméricas dependen de diversas variables, como la distribución del tamaño de las partículas, la composición del polímero y, principalmente, la forma de la curva de distribución del peso molecular (CDPM)[1]. En algunas aplicaciones específicas son necesarias CDPM anchas o bimodales, ya que la fracción polimérica con un peso molecular bajo mejora la procesabilidad de la resina, mientras que la fracción de peso molecular alto contribuye a mejorar las propiedades mecánicas de la resina[2,3].

La literatura presenta un gran número de técnicas para producir resinas con un alto índice de polidispersidad[2]. Sin embargo, todas estas técnicas se basan en el principio de mezclar diferentes materiales a nivel molecular. Las principales estrategias son el uso de agentes de transferencia de cadena[4], la manipulación de las condiciones de operación[5] y el uso de distintos tipos de catalizadores[6]. Además, también pueden utilizarse procesos físicos de mezcla, aunque estos procesos no suelen recomendarse porque el rendimiento del producto final puede ser insatisfactorio debido al menor grado de mezcla que puede conseguirse.

• Materias:Polimerización en emulsión Polimerización Modelado de simulación
• Subjects:Emulsion polymerization Polymerization Simulation modeling
• Palabras claves:Modelado; Núcleo-cáscara; Polimerización simultánea; Semi-batch
• Keywords:Modeling; Core-shell; Simultaneous polymerization; Semi-batch