SIMULACIÓN DEL PROCESO DE EMULSIÓN DE LA POLIMERIZACIÓN DEL ESTIRENO

Abstract

El desarrollo de sistemas basados en la producción de materiales poliméricos a niveles planta piloto o de producción, requiere el entendimiento de la interacción de los fenómenos físicos y químicos que ocurren en la polimerización. En particular en la copolimerización en emulsión, empleada a nivel industrial por ser un proceso complejo que involucra el intercambio de especies químicas entre las fases acuosa y orgánica tales como los monómeros, especies reactivas propagantes, entre otros componentes, pero que no tiene una facilidad de control en la reacción. Por lo cual, es de gran importancia comprender la secuencia de las reacciones que se llevan a cabo con el fin de que las propiedades finales del material siempre sean las mismas o al menos se mantengan en un intervalo deseado. El uso de simuladores de proceso es de un apoyo útil para describir dichos sistemas de reacción y al mismo tiempo, ofrecer propuestas de nuevos desarrollos tecnológicos, al simular este proceso complicado y acercarse a un nivel de entendimiento, mediante el uso del programa de Polymer Plus de Aspen Technology®. Por lo tanto, en este trabajo se presenta el estudio de una simulación de proceso que describe el comportamiento del sistema Acrilato de Butilo(BA)/Estireno(S) en emulsión utilizando un reactor CSTR. La simulación se lleva acabo a diferentes temperaturas, teniendo como objetivos, la predicción tanto de la dispersidad como la distribución de pesos moleculares como el tiempo de reacción. Se pudo hallar una relación entre la temperatura y el tiempo de polimerización para llevar acabo el proceso de predicción del tamaño molecular del polímero.

The development of systems based on the production of polymeric materials at pilot or productionplant levels requires an understanding of the interaction of physical and chemical phenomena thatoccurinpolymerization.Theemulsioncopolymerization,usedatanindustriallevelbecauseit is a complex process that involves the exchange of chemical species between the aqueous and organic phases such as monomers, propagating reactive species and among other components, but it does not have an ease of control in the reaction. Therefore, it is of great importance to understand the sequence of the reactions that are carried out in order that the final properties of the material are always the same or at least maintained in a desired range. The use of process simulators is a use ful support to describe said reaction systems and at the same time, offer proposals for new technological developments, by simulating this complicated process and approaching a level of understanding, using the Polymer Plus program from Aspen Technology®. Therefore, this work presents the study of a process simulation that describes the behavior of the butyl acrylate (BA)/Styrene (S)system in emulsion using a CSTR reactor. The simulation is carried out at different temperatures, having as objectives the prediction of both the dispersity and the distribution of molecular weights as well as the reaction time. A relationship between temperature and polymerization time could be found to carry out the polymer molecular size prediction process.