Polímeros

 

Polimerización en microemulsión: construyendo un modelo utilizando la conversión experimental y su derivada

 

Microemulsion polymerization: building a model using the experimental conversion and its derivative

 

F. López–Serrano^1,*, J. E. López–Aguilar¹, E. Mendizábal², J. E. Puig² y J. Álvarez³

 

¹ Facultad de Química. Departamento de Ingeniería Química. Universidad Nacional Autónoma de México. 04510, México D. F., México. *Corresponding author: E–mail: lopezserrano@correo.unam.mx Tel. (55) 5622–5361 Fax: (55) 5522–5355

² CUCEI, Departamentos de Química e Ingeniería Química, Universidad de Guadalajara, 44430, Guadalajara, Jalisco, México.

³ Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica., Universidad Autónoma Metropolitana–Iztapalapa. Apdo. Post. 55–534, 09340, México D. F., México.

 

Recibido 19 de Noviembre 2007
Aceptado 3 de Abril 2008

 

Resumen

En este trabajo se propone un modelo basado en conceptos cinéticos, termodinámicos y fisicoquímicos y se utiliza un enfoque integrodiferencial (ID) para encontrar los mecanismos fundamentales de la polimerización en microemulsión (PME). El procedimiento ID se aplica a datos experimentales de conversión del metacrilato de hexilo (C₆MA) y del estireno (STY) en la PME. Este procedimiento permitió encontrar que: (i) la rapidez de nucleación no es lineal con el tiempo, contrario a lo reportado con anterioridad, (ii) la coagulación entre partículas es despreciable, (iii) las micelas aportan monómero a las partículas reaccionantes, (iv) el efecto vítreo es importante, aun en polímeros con Tg menor a la temperatura de reacción, (v) la entrada de radicales a las partículas es despreciable, confirmando propuestas anteriores, (vi) el intervalo de rapidez decreciente de reacción, además de la disminución de monómero, se debe a la disminución de sitios activos, y (vii) un modelo fenomenológico de tres parámetros es capaz de describir todos los sistemas estudiados.

Palabras clave: estireno, mecanismo, metacrilato de hexilo, modelado, polimerización en microemulsión.

 

Abstract

A model based on kinetic, thermodynamic and physicochemical concepts, is presented and an integrodifferential approach to find the fundamental events, is used for microemulsion polymerization (MEP). The procedure was applied to experimental conversion data of hexyl methacrylate (C₆MA) and styrene (STY) in MEP. It was found that: (i) nucleation rate is not linear with time, opposed to previous reports, (ii) coagulation rate is negligible, (iii) micelles provide monomer to reacting particles, (iv) a vitreous effect, even in polymers with a Tg lower than the reaction temperature, was found, (v) radical entry to particles is negligible confirming previous reports, (vi) the decreasing reaction rate interval, besides monomer depletion, is caused by a decrease in active reaction sites, and (vii) a three–parameter phenomenological model is presented capable of describing the studied systems.

Keywords: styrene, mechanism, hexyl methacrylate, modeling, microemulsion polymerization.

 

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Agradecimientos

La realización de este trabajo se llevó a cabo con el apoyo brindado por los proyectos PAIP (5290–30, FQ UNAM) y PAPIIT (IN101806, UNAM) a través del otorgamiento de una beca de estudios de licenciatura (JELA) y al programa de intercambio Universidad de Guadalajara/UNAM cuyo soporte es ampliamente agradecido.

 

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