Mathematical modeling of living free radical polymerization using mechanism (reversible addition-fragmentation chain transfer)

Polimerização via radical livre controlada (CRP) tem recebido cada vez mais atenção como uma técnica para produção de polímeros com micro estrutura altamente controlada. Em particular, distribuições de pesos moleculares estreitas são obtidas, com polidispersidade muito próxima de um, sendo um campo promissor na ciência de polimerização com estruturas controladas. Um importante requisito para engenharia de polimerização e desenvolvimento de polímeros é a construção de modelos matemáticos úteis, especialmente aqueles de natureza mecanística, com validação experimental. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de modelos matemáticos abrangentes para simulação de polimerização para mecanismo RAFT. Metacrilato de metila em benzeno a 60°C na presença de 2,2-cianopropil 1- pirrolecarboditioato (agente RAFT) e com AIBN como iniciador em um reator batelada será considerado como estudo. Os pesos moleculares foram calculados utilizando o método dos momentos. Uma análise paramétrica considerando o efeito da concentração de iniciador e da concentração de agente RAFT foi realizada. O modelo predito está de acordo com os dados experimentais da literatura, o que atesta sua validade para ser utilizado no controle de estruturas poliméricas obtidas no processo RAFTLately, Living Free Radical Polymerization (LFRP) has been detached as a technique for the production of polymers with highly controlled microstructure. In particular, narrow distributions of molecular weights are obtained, with polydispersity values next to one. So, this technique is a promising field in the science of polymerization with controlled structures. An important requirement for engineering of polymerization and polymer development is the construction of useful mathematical models, especially those of mechanistic nature, with experimental validation. The objective of this work was to develop comprehensive mathematical models to simulate polymerization from RAFT mechanism. Methyl Methacrylate in benzene at 60°C in the presence of 2-cyanoprop-2-yl 1-pyrrolecarbodithioate (agent RAFT) and with AIBN as the initiator in a batch reactor was considered. The molecular weights have been calculated using the method of moments. A parametric analysis considering the effect of the initiator and agent RAFT concentrations was performed. Models prediction showed good agreements with experimental data from literature, what certifies its validity in being used in the control of polymeric structures in RAFT proces