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Type: TESE DIGITAL
Title: Simulação e otimização da síntese de poliestireno funcionalizado via polimerização radicalar por transferência de átomo
Title Alternative: Simulation and optimization of functionalized polystyrene synthesis by atom transfer radica polymerization
Author: Vieira, Roniérik Pioli, 1989-
Advisor: Lona, Liliane Maria Ferrareso, 1966-
Abstract: Resumo: A polimerização radicalar por transferência de átomo (ATRP) é uma das mais poderosas técnicas de síntese de materiais com estruturas controladas, tendo grande destaque a síntese de materiais funcionalizados. O composto 2,2,2-tribromoetanol apresenta-se como um iniciador promissor para a polimerização ATRP visto que possui grupamentos funcionais diferenciados (bromo e hidroxilas), permitindo a fácil copolimerização por outras técnicas, por exemplo, a polimerização por condensação. Devido ao referido iniciador ser novo na polimerização de estireno, torna-se interessante estudar o sistema através de simulações para obter as melhores condições reacionais de síntese. Esta tese propõe um novo modelo para representar o processo ATRP de estireno utilizando o iniciador 2,2,2-tribromoetanol. Reações características de polimerizações convencionais foram incluídas ao tradicional modelo do processo visando deixa-lo mais robusto para representar reações em altas temperaturas. O modelo foi validado através da comparação entre dados experimentais de literatura e, também, dados obtidos na presente pesquisa, sugerindo que as reações consideradas ocorrem mesmo a polimerização sendo controlada. Através do modelo determinístico proposto, realizou-se a predição de parâmetros cinéticos que dependem do iniciador utilizado para três temperaturas distintas, permitindo estudar o sistema na faixa considerada através de equações de Arrhenius. Por fim, a técnica de planejamento fatorial foi empregada para reduzir o número de simulações necessárias para obter as condições reacionais ótimas de síntese do poliestireno funcionalizado. Demonstrou-se, por meio de uma otimização dinâmica, que a técnica de planejamento fatorial aplicada ao modelo determinístico pode ser considerada válida e uma ferramenta simples de obtenção das condições ótimas do processo

Abstract: Atom transfer radical polymerization (ATRP) is one of the most powerful techniques for the synthesis of materials with controlled structure, with emphasis on functionalized materials synthesis. 2,2,2-tribromoethanol is a promising ATRP initiator, which has different functional groups (hydroxyl and bromine), allowing easy copolymerization by other techniques, for example, by condensation polymerization. Due to this initiator be a novel initiator, it is interesting to study the system through simulations to obtain the best reaction conditions for the synthesis. This thesis proposes a new model to represent the styrene ATRP process using 2,2,2-tribromoethanol as initiator. Some reactions of conventional polymerization were included into the traditional model aimed makes it more robust to represent reactions at high temperatures. The model was validated by comparing of experimental data from literature and also the data obtained in this study, suggesting that the considered reactions occur even polymerization being controlled. Through the proposed deterministic model, there was the prediction of kinetic parameters that depend on the initiator used for three different temperatures, allowing study the system in the range considered by Arrhenius equation. Finally, the factorial design technique was employed to reduce the number of required simulations to obtain the optimal reaction conditions for synthesis of functionalized polystyrene. It was demonstrated by means of dynamic optimization, the factorial design technique applied to the deterministic model can be considered valid and simple tool to obtain optimum process conditions
Subject: Polimerização
Reatores
Cinética química
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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