Development of Polymer Resins using Neural Networks

Desarrollo de resinas poliméricas mediante redes neuronales

El desarrollo de resinas poliméricas puede beneficiarse de la aplicación de redes neuronales, utilizando su gran capacidad para correlacionar entradas y salidas. En este trabajo hemos desarrollado un procedimiento que utiliza redes neuronales para correlacionar las propiedades finales de un polímero con la condición operativa del reactor de polimerización que producirá ese polímero deseado. Con este procedimiento se pretende acelerar el desarrollo de nuevas resinas y ayudar a encontrar las condiciones operativas adecuadas para producir una determinada resina polimérica; reduciendo la experimentación, las pruebas en planta piloto y, por tanto, el tiempo y el dinero invertidos en el desarrollo. El procedimiento mostrado en este artículo puede predecir las condiciones operativas del reactor con un error inferior al 5%.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de nuevas resinas poliméricas y grados de estas resinas ha sido una de las grandes preocupaciones de la industria de polímeros. Se requieren varios pasos para producir nuevos grados que satisfagan las necesidades de los clientes. En primer lugar, es necesario conocer las propiedades finales del polímero que desea el cliente. En segundo lugar, es necesario estudiar qué propiedades fisicoquímicas básicas del polímero se correlacionan con las propiedades finales deseadas por el cliente. Por último, es necesario estudiar cómo configurar las condiciones operativas del reactor para producir ese polímero específico.

Gran parte de las industrias de polímeros producen solo resinas, cada una con propiedades fisicoquímicas adecuadas para algunas aplicaciones de la industria del plástico. El problema es que estas resinas pueden no ser adecuadas para algunas aplicaciones desarrolladas recientemente. La industria de transformación de plásticos puede requerir un polímero con características que la industria de polímeros no produce. 

¿Qué debe hacerse en este caso? ¿La industria de polímeros debe desarrollar un nuevo grado de polímero o debe la industria del plástico conformarse con un polímero que, aunque tenga unas propiedades adecuadas, no cumple sus estándares de calidad? Con el actual nivel de competencia en la industria de polímeros, una buena respuesta es desarrollar un nuevo grado de polímero para ese cliente, especialmente si la cantidad de polímero a producir es considerable.

El objetivo de este trabajo es presentar cómo las redes neuronales pueden ayudar a abordar el desarrollo de nuevas resinas, partiendo de las propiedades del usuario final para establecer las condiciones operativas del reactor. Este procedimiento puede reducir enormemente el número de experimentos, pruebas en planta piloto, y pruebas de caracterización de polímeros, ahorrando así tiempo y dinero en el desarrollo. De este modo, se consigue una verdadera ventaja competitiva.