Copolimerización en emulsión semilote de alto contenido en sólidos de acetato de vinilo y acrilato de butilo

High Solid Contents Semi-Batch Emulsion Copolymerization of Vinyl Acetate and Butyl Acrylate

En este trabajo se investigó la influencia de la concentración de mezcla de tensioactivos iónicos (alquil fenol poliglicol éter sulfato sódico), y no iónicos (alquil fenol poliglicol éter), y de coloide protector (alcohol polivinílico) sobre la estabilidad coloidal de látexes de copolímeros de acrilato de butilo/acetato de vinilo de alto contenido en sólidos. Se determinaron los contenidos sólidos y el diámetro de las partículas a lo largo de la reacción y, al final de cada serie, también la viscosidad de la emulsión. Los experimentos se llevaron a cabo según un diseño factorial con tres niveles de concentraciones de tensioactivo y coloide protector. Se necesitaron mayores cantidades de tensioactivo y coloide protector por monómeros totales para la estabilidad coloidal de emulsiones con contenidos totales de sólidos del 70 y 73 % en peso. Los diámetros de las partículas al final del experimento fueron bastante grandes (800 a 1000 nm) y las viscosidades a 20 °C bastante pequeñas (500 mPa.s) para contenidos sólidos del 67 % en peso; para valores más altos de contenidos sólidos (70 y 73 % en peso) las viscosidades llegaron a ser de 5000 a 10000 y 365000 mPa.s, respectivamente.

INTRODUCCIÓN

Son muchas las ventajas que pueden ofrecer los sistemas con alto contenido en sólidos. Entre ellas se incluyen menores costes de producción, almacenamiento y transporte y la no necesidad de concentrar la emulsión para algunas aplicaciones, como el calafateado. Además, las emulsiones con un alto contenido en sólidos tienen un tiempo de secado y formación de película más corto. Desde un punto de vista, en el contexto de la Prevención de la Contaminación y la Tecnología, también es muy interesante producir emulsiones con un alto contenido en sólidos debido al menor consumo de agua durante la producción.

En vista de ello, existe una demanda creciente en la industria de emulsiones con alto contenido en sólidos. En esta situación, surgen una serie de dificultades de proceso que es necesario resolver, por ejemplo: el aumento de la viscosidad dificulta la homogeneización del medio y puede provocar incrustaciones, lo que provoca paradas para limpiar el reactor y pérdidas de producto; dificultad en el control de la temperatura debido a una mayor exotermia que en procesos con bajo contenido en sólidos y debido a mayor dificultad para transferir calor en medios viscosos. A pesar de la disponibilidad en el mercado de látex con contenidos superiores al 60% (m/m), son pocos los casos en los que es posible alcanzar contenidos superiores al 55% (m/m) en reactores industriales sin utilizar técnicas de concentración post-reacción.