Estudo experimental da polimerização via radical livre controlada em presença de radicais nitroxido (NMRP)
Maria Cecilia Gonçalves
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP G586e
[Experimental study of living free radical polymerization mediated nitroxide (NMRP)]
Campinas, SP : [s.n.], 2006.
139p. : il.
Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica
Resumo: A polimerização via radical livre controlada mediante radicais nitróxido (NMRP) tem recebido cada vez mais atenção como uma técnica para produção de polímeros com estrutura altamente controlada. Distribuições de pesos moleculares estreitas são obtidas, com polidispersidades baixas. Neste...
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Resumo: A polimerização via radical livre controlada mediante radicais nitróxido (NMRP) tem recebido cada vez mais atenção como uma técnica para produção de polímeros com estrutura altamente controlada. Distribuições de pesos moleculares estreitas são obtidas, com polidispersidades baixas. Neste trabalho, será estudado o processo NMRP, no qual ocorre a adição de um radical nitróxido estável, como o 2,2,6,6-tetrametil-l-piperidinoxil (TEMPO) para capturar o radical em crescimento. Embora o processo NMRP de ao polímero características controladas (polidipersidades baixas e pesos moleculares que aumentam linearmente com a conversão), ainda existe um desafio nos processos controlados, por apresentarem baixas velocidades de reação. O objetivo principal deste trabalho está focado num estudo experimental do processo NMRP visando aumentar a velocidade de reação sem perder as características principais do processo. O efeito de dois iniciadores BPO (peróxido de benzoíla) e TBEC (tert-butilperóxido-2-etilhexil carbonato) foi analisado. Observou-se que o TBEC (iniciador com constante de decomposição baixa) foi capaz de aumentar significativamente a taxa de polimerização do processo NMRP, quando comparado ao BPO, pois conversões mais altas foram obtidas, num mesmo tempo de reação, mantendo a característica controlada do sistema. O uso do TBEC apresenta uma vantagem frente ao BPO em processos controlados, não somente porque reduz o tempo de reação, mas também porque concentrações menores de iniciador e controlador foram usadas, obtendo uma taxa de reação ainda maior, o que reduz o custo operacional. Para as condições estudadas, comprovou-se experimentalmente que a taxa de reação é inversamente proporcional à concentração inicial de TEMPO, para uma mesma concentração de iniciador. A análise dos resultados através da aplicação da técnica de planejamento de experimento auxiliou numa melhor compreensão do sistema e na obtenção de condições ótimas de operação para se obter baixas polidispersidades e baixos tempos de polimerização
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Abstract: NMRP process (Nitroxide Mediated Radical Polymerization) has received increasing attention as a technique for production polymers with highly controlled structures, narrow molecular weight distribution (MWD) and polydispersity index dose to 1.0. In this work...
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Abstract: NMRP process (Nitroxide Mediated Radical Polymerization) has received increasing attention as a technique for production polymers with highly controlled structures, narrow molecular weight distribution (MWD) and polydispersity index dose to 1.0. In this work 2,2,6,6-tetramethyl-l-piperidinoxyl (TEMPO) is used as the stable radical to reversibly terminate the growing polymer chain. Polymerizations were performed in ampoules, using TBEC (tert-butylperoxy-2-ethylhexyl carbonate) and BPO (benzoyl peroxide) as initiators. With the purpose of enhancing the reaction rate for NMRP process maintaining the controlled and living characteristics of the polymer synthesized (low polidispersity and molecular weights increasing linearly with conversion) an experimental study was done to evaluate the effect of two different initiators (BPO and TBEC). It was observed that TBEC (initiator with low decomposition rate) was able to enhance significant1y the polymerization rate compared to BPO, keeping the living and controlled characteristics of the system. The results show that TBEC seems to be a promising initiator that make the NMRP process more efficient, not only because it reduces the polymerization time, but also because it allows smaller amounts of controller and initiator to be used. For the operational conditions studied, experimental results with TBEC exposed that the polymerization rate in inversely proportional to the initial concentration of TEMPO, for the same amount of initiator. Using a statistical planning, it was possible to obtain a better understanding of the system and to search for operating conditions that bring low polydispersity and low reaction rates. Finally, the results are expected to have significant benefits for controlled polymerization on an industrial setting
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Estudo experimental da polimerização via radical livre controlada em presença de radicais nitroxido (NMRP)
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