Mathematical modeling of polystyrene particle size distribution produced by suspension polymerization

Machado, Ricardo Antônio Francisco; Pinto, José Carlos; Araújo, Pedro Henrique Hermes de; Bolzan, Ariovaldo

doi:10.1590/s0104-66322000000400004

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“…Durante uma polimerização em suspensão clássica, o processo de formação das partículas é geralmente dividido em três estágios, como descrito anteriormente [47] . Alguns trabalhos são dedicados exclusivamente à descrição da evolução da DTP e à modelagem do mecanismo dinâmico da quebra e coalescência em sistemas de polimerização em suspensão durante os diferentes estágios da reação [22,39,[46][47][48][49][50] .…”

Section: Fenômeno De Quebra E Coalescênciaunclassified

“…Assim, o balanço populacional utilizado para descrever a evolução da DTP pode ser dado na forma: onde o primeiro termo após a igualdade refere-se ao desaparecimento de partículas após a coalescência e o segundo termo após a igualdade refere-se ao aparecimento de partícu-las devido ao quebramento. Métodos numéricos baseados em aproximações polinomiais foram desenvolvidos para permitir a solução eficiente das equações de balanço populacional que descrevem a polimerização em suspensão [47] .…”

Section: Fenômeno De Quebra E Coalescênciaunclassified

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Uma revisão sobre os processos de polimerização em suspensão

2007

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Resumo: Inúmeros processos podem ser utilizados para produção de materiais poliméricos. Cada processo apresenta características peculiares, que permitem produzir resinas com as mais variadas propriedades, visando a diferentes aplicações do material polimérico final. Os processos de polimerização em suspensão são bastante empregados para produção de resinas poliméricas por apresentarem muitas vantagens, como a facilidade de separação, fácil remoção de calor e controle de temperatura e, principalmente, pelos baixos níveis de impureza e de aditivação no produto final. Por isso, processos de polimerização em suspensão são apropriados para obtenção de produtos para aplicações biotecnológicas e médicas, dentre outras. O objetivo principal deste trabalho é apresentar uma discussão dos aspectos fundamentais inerentes aos processos de polimerização em suspensão, visando a uma compreensão do efeito das principais variáveis de processo sobre o desempenho de polimerizações em suspensão. Mostra-se também que a espectroscopia do infravermelho próximo (NIRS) pode ser muito útil para permitir o monitoramento e o controle em tempo real de processos de polimerização em suspensão, para a obtenção de materiais poliméricos com características especiais. Palavras-chave: Polimerização, suspensão, espectroscopia, infravermelho próximo. A Review on Suspension Polymerization ProcessesAbstract: Several processes can be employed for manufacturing polymer materials. Each process presents some intrinsic features that lead to production of resins with peculiar properties, which define the end-use application of the final polymeric material. Suspension polymerization processes are extensively used because of their many advantages, such as the easy separation of the polymer particles, easy removal of the heat of reaction, easy temperature control and low levels of impurities and additives in the final polymer material. For this reason, suspension polymerization processes are suitable to produce polymer resins for biotechnological and medical applications. The main objective of this work is to discuss the fundamental aspects of suspension polymerization processes, focusing upon the effects of the main process variables on the performance of suspension polymerizations. Additionally, it is shown that near infrared spectroscopy (NIRS) can be useful for monitoring and real time control of suspension processes, allowing for production of polymer beads with controlled morphology.

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Section: Fenômeno De Quebra E Coalescênciaunclassified

Uma revisão sobre os processos de polimerização em suspensão

2007

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“…Uma comparação entre as condições experimentais 1 e 2 com 3 e 6 revela que a Dp final é cerca de 35-60% inferior, provavelmente devido a um efeito estabilizante mais eficiente do agente de suspensão (PVA) em misturas contendo acrilato de etila. No caso particular da agitação, fica evidenciado que taxas de cisalhamento mais elevadas conduzem a obtenção de material polimérico com menor tamanho médio de partícula [17][18][19][20] . Uma comparação entre as condições experimentais 4-5 com 3, mostra que Dp sofre em média uma diminuição de aproximadamente 32%.…”

Section: Methodsunclassified

Reciclagem de poli(estireno-divinilbenzeno) via processo de polimerização em massa-suspensão

Campelo¹,

Machado²

2013

Polímeros

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Resumo: O presente trabalho trata da reutilização de resinas de troca iônica a base de estireno-divinil benzeno (Sty-DVB) na síntese de materiais poliméricos. Partículas micrométricas de poliestireno e poli(estireno-acrilato de etila) foram obtidas via processo de polimerização sequencial do tipo massa-suspensão. A técnica experimental proposta mostrou-se bastante apropriada para uma boa dispersão da carga microparticulada de Sty-DVB na matriz polimérica termoplástica. O material final apresentou boa estabilidade térmica, e perfil de degradação similar ao do poliestireno puro. Observou-se também que partículas poliméricas com morfologia esférica podem ser obtidas. Além disso, a incorporação de acrilato de etila à cadeia polimérica do poliestireno minimiza o efeito indesejável de fratura nas partículas poliméricas, melhorando as propriedades mecânicas do material final. Palavras-chave: Reciclagem, estireno-divinilbenzeno, compósitos poliméricos, poliestireno. Recycling of Styrene-Divinylbenzene via Mass-Suspension Polymerization ProcessAbstract: This work illustrates the reuse of ion exchange resins based on crosslinked styrene-divinyl benzene copolymer (Sty-DVB) for the production of polymeric materials. Micro-sized particles of polystyrene and poly(styrene-ethyl acrylate) were obtained by masssuspension sequential polymerization process. With the proposed experimental technique it was possible to perform proper dispersion of the Sty-DVB in the thermoplastic matrix of polystyrene. The final material showed good thermal stability, and a degradation profile similar to that for pure polystyrene. It was also observed that polymer particles with spherical morphology can be obtained. In addition, the incorporation of ethyl acrylate into the polystyrene chains minimizes the undesirable effect of fracture in polymeric particles, improving the mechanical properties of the final material. Keywords: Recycling, styrene-divinylbenzene copolymer, polymeric composites, polystyrene. IntroduçãoCom o avanço industrial, um dos maiores desafios atualmente é o desenvolvimento de técnicas que sejam mais seguras e menos agressivas ao meio ambiente, de modo que os processos sejam eficientes em termos de energia e matéria-prima, produzindo o mínimo de rejeitos possível. O reaproveitamento de resíduos surge como alternativa para a maioria das indústrias que buscam o desenvolvimento sustentável e econômico.Neste cenário, a reciclagem mecânica, primária e secundária, são potencialmente atrativas, pois permitem que resíduos poliméricos (pós-industrial ou pós-consumo) sejam reaproveitados como fonte de matéria-prima na cadeia produtiva através de métodos tradicionais de processamento, de forma que os materiais finais apresentem características similares ou superiores àquelas observadas nos materiais poliméricos virgens, tidos como produtos de partida no processo de reuso dos plásticos [1][2][3] . O tratamento dado ao resíduo polimérico depende sobretudo de sua natureza, como por exemplo, materiais termorrígidos (e seu grau de cura) ou termop...

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“…Furthermore, the understanding of the dynamics of PSD is very important for process monitoring and final quality control of heterogeneous polymerization processes (Hosseini et al, 2013). Therefore, PSD modeling has received great attention with the proposal of models such as Population Balance Equations (PBE) (Machado et al, 2000;Araújo et al, 2001;Kiparissides et al, 2002;Immanuel et al, 2002;Coen et al, 2004). However, according to Vale and McKenna (2005), even when these difficulties in coagulation modeling are overcome, the PBEs are difficult to solve if they include kinetic and/or hydrodynamic complete models.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modeling Particle Size Distribution in Heterogeneous Polymerization Systems Using Multimodal Lognormal Function

Ferrari

Castilhos

Araújo

et al. 2016

Braz. J. Chem. Eng.

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-This work evaluates the usage of the multimodal lognormal function to describe Particle Size Distributions (PSD) of emulsion and suspension polymerization processes, including continuous reactions with particle re-nucleation leading to complex multimodal PSDs. A global optimization algorithm, namely Particle Swarm Optimization (PSO), was used for parameter estimation of the proposed model, minimizing the objective function defined by the mean squared errors. Statistical evaluation of the results indicated that the multimodal lognormal function could describe distinctive features of different types of PSDs with accuracy and consistency.

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Mathematical modeling of polystyrene particle size distribution produced by suspension polymerization

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Uma revisão sobre os processos de polimerização em suspensão

Uma revisão sobre os processos de polimerização em suspensão

Reciclagem de poli(estireno-divinilbenzeno) via processo de polimerização em massa-suspensão

Modeling Particle Size Distribution in Heterogeneous Polymerization Systems Using Multimodal Lognormal Function

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