planificacion

Sistema de polimerizacion
Resumen
El objetivo de este trabajo es plantear el uso de la simulación matemática en sistemas de polimerización para obtener un mayor conocimiento sobre la cinética de la reacción. Para este fin, se presentan dos ejemplos ilustrativos, en los cuales, mediante un análisis por simulación se ha podido establecer o aclarar algún aspecto del mecanismo de reacción. En elprimer ejemplo se aborda el problema de construir un modelo. Se utiliza un caso de copolimerización de monómeros que forman complejos del tipo donador aceptador de electrones. De los resultados del análisis de sistemas de este tipo, fue posible construir un modelo de terpolimerización. En el segundo ejemplo, se describe el planteamiento de un modelo de cinética de polimerización aniónica deestireno iniciada con alquilos de litio. A partir del análisis por simulación se establece la hipótesis de una participación de los agregados cruzados de iniciador-polímero en las reacciones de iniciación. Este nuevo esquema cinético permite explicar la aceleración de la reacción de iniciación y la evolución de pesos moleculares promedio del polímero.
Palabras clave: cinética de polimerización,polimerización aniónica, simulación
INTRODUCCIÓN

Un modelo matemático de cinética de polimerización, es una manera de sistematizar el conocimiento que se tiene del mecanismo de reacción. También es una manera de aclarar y destacar lo que se desconoce del mecanismo. La importancia de desarrollar y mejorar modelos de cinética de polimerización, radica en la capacidad de poder predecir, y por lotanto controlar, la velocidad de reacción y la estructura molecular del polímero formado, aspectos básicos en el diseño y operación de reactores de polimerización. Más aun, el disponer de un modelo que relacione las condiciones de reacción con la estructura molecular del polímero, posee un valor práctico en razón del efecto que esta estructura tiene en las propiedades finales del material.

En unsentido general, un modelo describe la relación entre variables. Esta relación es un proceso que conecta las variables de entrada con las variables de salida utilizando una serie de parámetros. En el caso de modelos de cinética de polimerización, las variables de entrada son las condiciones de reacción: temperatura, presión, concentración de monómeros, catalizadores, iniciadores, agentes detransferencia y cualquier otro componente que se encuentre en el medio de reacción. Las variables de salida pueden ser simples, por ejemplo: velocidad de polimerización, conversión, composición de copolímeros, peso molecular promedio, etc., o pueden ser distribuciones, por ejemplo: distribución de peso molecular, distribución de longitudes de secuencia, distribución de composición, distribución deciertas estructuras como díadas, tríadas, grupos funcionales, estructuras isotácticas o sindiotácticas, etc. Los parámetros del modelo son los coeficientes de velocidad de cada etapa de reacción, las constantes de equilibrio y cualquier otra constante del modelo.

Por otro lado, la simulación de reacciones de polimerización describe, mediante un modelo, como se desarrolla la polimerización. Es unarepresentación aproximada del comportamiento del sistema real. En la literatura se ha tratado extensivamente el problema del modelado y simulación de diferentes sistemas de polimerización. Algunos trabajos de revisión de carácter general que resumen el estado que guarda el tema son: Dubé et al. (1997), Gao y Penlidis (1996; 2000; 2002), Achilias (2007), Krallis y Kiparissides (2007) y Villa(2007).

En el caso de la polimerización por adición, las etapas básicas de la reacción son conocidas en forma general, éstas son: iniciación, propagación, terminación y transferencia. Sin embargo, en muchos casos, el mecanismo detallado es complejo y no completamente entendido. Por consiguiente, los modelos recurren a: (i) factores empíricos de ajuste; o (ii) postulados que representan solamente...