Equilíbrio de fases de soluções polidispersas de polímeros

Submitted by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2019-05-02T14:42:43Z No. of bitstreams: 1 869842.pdf: 1025343 bytes, checksum: fa64c01c9b42ad823f0a18862d422268 (MD5)Made available in DSpace on 2019-05-02T14:42:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 869842.pdf: 1025343 bytes, checksum: fa64c01c9b42ad823f0a18862d422268 (MD5) Previous issue date: 2016-09A descrição termodinâmica de sistemas que contêm macromoléculas é naturalmente diferente da tradicional. Em particular, o efeito da distribuição de massas molares introduz diferenças qualitativas e quantitativas importantes no comportamento de fases. Apesar de crescentes esforços na área, pouco se encontra na literatura sobre como esse efeito interfere na descrição de certos processos importantes para a engenharia química. Este trabalho teve como objetivo imediato aplicar a modelagem termodinâmica de soluções polidispersas ao problema de extração de polipropileno em xileno, o ensaio de XS. Esse experimento, rotina em muitos laboratórios da área de polímeros, é utilizado para determinar a porcentagem de espécies solúveis em xileno presentes em amostras de polipropileno, que corresponde a uma medida aproximada da proporção de cadeias atáticas e oligômeros. Para descrever as misturas, utilizou-se um modelo do tipo Flory-Huggins estendido para lidar com sistemas multicomponentes. O modelo, implementado em ambiente MATLAB® e apesar de relativamente simples, representou bem os dados após a estimação do parâmetro de interação χij . Chegou-se à importante conclusão de que esse parâmetro é uma função da massa molar média da mistura polimérica e não do grau de taticidade do material, expresso pela medida da porcentagem de espécies solúveis em xileno. O modelo pode ser estendido facilmente a outros sistemas poliméricos em solução.The thermodynamic description of macromolecular solutions is naturaly different from traditional approaches. In particular, molar mass distributions introduce significant qualitative and quantitative differences in the phase behaviour. Despite increasead efforts in the field, little is found in literature regarding how this effect can influence the behavior of chemical engineering processes. The present study proposes the use of thermodynamic modeling to describe polypropylene extraction in xylene, the well-known XS (xylene solubles) test. The XS experiment constitutes a usual procedure in many polymer laboratories, used to determine the percentage of xylene solubles in samples of polypropylene, which correspond to an approximate measure of the atactic and oligomeric chains. To describe the mixtures, the Flory-Huggins model was extended to handle multicomponent polydisperse systems. The model was implemented in MATLAB ® and although relatively simple, fitted experimental data accurately after estimation of the polymer-solvent interaction parameter, χij . This concluded that the interaction parameter is a function of the polymer average molar mass and not of the degree of tacticity. The model can be easily extended to alow for description of other polydisperse polymer solutions