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Mémoire de Maîtrise
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-22082016-113710
Document
Auteur
Nom complet
Liliana Patricia Olivo Arias
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2015
Directeur
Jury
Giudici, Reinaldo (Président)
Aguiar, Leandro Gonçalves de
Colmán, Maria Magdalena Espinola
Titre en anglais
Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
Mots-clés en anglais
Cross-linking
Inverse suspension polymerization
Mathematical and kinetic modeling
Numerical fractionation technique
Superabsorbent (poly-acrylic acid)
Resumé en anglais
In the present work, a super water-absorbent poly(acrylic acid) was synthetized by inverse suspension polymerization, using Span60 as the dispersant, toluene as the dispersing organic phase, trimethylolpropane triacrylate as the crosslinking agent, and sodium persulfate as the initiator. The synthesis was conducted in a small-scale glass reactor operated in semi-batch mode. The following reaction conditions were evaluated: effects of initiator concentration, temperature, percentage of multifunctional cross-linker agent and monomer concentration. Also, two important properties were determined, conversion and gel fraction. A kinetic model including a population balance was employed to simulate the process. The proposed model uses the numerical fractionation technique and is capable of predicting the pre-gel and post-gel properties, the effect of the crosslinking agent level on the polymer properties and the dynamic of gelation. The model was compared with the experimental results and showed a satisfactory representation of the system after parameter adjusting.
Titre en portugais
Modelagem matemática e estudo experimental da polimerização do ácido acrílico e trimethilolpropano triacrilato para produção de hidrogel.
Mots-clés en portugais
Cinética química (Modelagem)
Ligação cruzada
Modelos matemáticos
Polimerização em suspensão inversa
Polímeros (Química orgânica)
Superabsorvente (poli ácido acrílico)
Técnica de fracionamento numérico
Resumé en portugais
No presente trabalho, o poli (ácido acrílico) super-absorvente foi sintetizado por polimerização em suspensão inversa, usando Span 60 como o dispersante, tolueno como fase orgânica, trimetilolpropano triacrilato como agente de reticulação e persulfato de sódio como iniciador. A síntese foi conduzida num reator de vidro em escala de bancada, operado em modo semi-batelada-batelada. As seguintes condições da reação foram avaliadas: os efeitos da concentração de iniciador, a temperatura, a porcentagem de agente de reticulação multifuncional e a concentração de monómero. Além disso, foram determinadas propriedades importantes, como a conversão e a fração de gel. Da mesma forma, foi desenvolvido um modelo de balanço populacional para simular o processo em conjunto com a técnica de fracionamento numérico, que é capaz de prever as propriedades pré-gel e pós-gel, o efeito do nível do agente de reticulação no polímero e as propriedades da dinâmica de gelificação. O modelo foi comparado com os resultados experimentais e mostrou uma representação satisfatória do sistema após o ajuste dos parâmetros.
 
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Date de Publication
2016-08-22
 
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