Título
Síntesis y caracterización de polibutadieno cis- 14 mediante el uso de catalizadoresa base de neodimio: influencia de las variables de síntesis sobre la microestructura del PB y su empleo en la polimerización “in situ en masa" para la obtención de acrilonitrilo – butadieno - estireno (ABS)
Autor
PATRICIA ADRIANA DE LEON MARTINEZ
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
En el presente trabajo, se polimerizó butadieno (Bt) en presencia de estireno (St) utilizando un sistema catalítico ternario comprendido por versatato de neodimio (Nd (C00C11H23)3) (NdV) como catalizador, hidruro de diisobutilaluminio (DIBAH) como activador y sesquicloruro de etilaluminio (EASC) como agente halogenante. Se sintetizaron diferentes polibutadienos (PB) modificando parámetros como: a) Relación molar Al/Nd, b) Relación molar Cl/Nd, c) Concentración de St, d) Tiempo de envejecimiento del sistema catalítico, y e) Orden de adición del Bt. En el sentido de evaluar el efecto de los parámetros antes mencionados durante la polimerización del Bt se siguió la fracción de conversión, y el hule obtenido se caracterizó mediante RMN 11-1 y 13C, para determinar el contenido de isómeros cis y trans. Del mismo modo se estableció el porcentaje de St incorporado (copolimerizado) en los PBs finales. Se obtuvo la distribución de pesos moleculares (DPM) mediante cromatografía por exclusión de tamaiio (SEC). Y finalmente, se determinaron propiedades térmicas mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) en todos los hules sintetizados. Los PB5 obtenidos mostraron variación en el peso molecular, dispersidad (0), microestructura cis-1,4 y en el contenido de St incorporado en el PB lo que se atribuyó a la variación de los parámetros de síntesis, por ello las propiedades térmicas se vieron afectadas. Así entonces, se encontró que la constante de velocidad de polimerización disminuye en el siguiente orden: Orden de adición del Bt~! disminución en la concentración de solvente ~: disminución en la relación Al/Nd2: disminución en la relación Cl/Nd > envejecimiento del sistema catalítico 'di aumento en la relación Al/Nd. También se encontró que al cambiar el orden de adición de los componentes se obtuvo el menor porcentaje de St incorporado en el PB. Por otro lado el porcentaje de isómeros cis-1,4 se mantuvo en todos los hules obtenidos (96±0.5).
En cuanto a la síntesis de poli(acrilonitrilo-butadieno-estireno) (ABS) se empleó el proceso de polimerización"in Situ en masa". Para lo anterior, se utilizó el PB con mayor contenido cis-1,4 y con menor contenido de PS (producto del análisis realizado y discutido en el párrafo anterior). Para la polimerización del St y acrilonitrilo (AN) se utilizó Luperox 256 (2,5-dimetil-2,5 bis (2-etilhexanoilperoxi) hexano) y perbenzoato de terbutilo (PBT) ambos iniciadores radicálicos y ter-dodecil mercaptano (TDM) como agente de transferencia de cadena (ATC). De los ABS obtenidos se determinó el contenido de gel (CG), el grado de injerto (GI), diámetro promedio de partícula (Dp) y la fracción volumen de la fase elastomérica (Ii). Finalmente se determinó la resistencia al impacto Izod (Rl), resistencia a la tensión (RT) y se realizó un análisis dinámico mecánico (DMA). Los resultados obtenidos indican que es factible la obtención de ABS, mediante el proceso In Situ en masa, el cual mostró una morfología convencional de tipo salame con oclusiones múltiples, aunque la resistencia al impacto fue baja. Por otro lado, y con el objetivo de fortalecer la presente investigación, se llevó a cabo una estancia internacional en el Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (INTEC) ubicado en Santa Fe, Argentina. Se trabajó en el grupo de polímeros de la Dra.Diana Estenoz, donde, se planteó un esquema cinético completo, así como el balance de materia correspondiente para cada una de las especies presentes en la polimerización del 1,3-butadieno. Con el apropiado ajuste del modelo, se podrá predecir empleando el sistema catalítico NdV/DIBAH/EASC, la conversión global, la incorporación de PS en el polibutadieno cis-1,4, así como la distribución de pesos moleculares final.
Fecha de publicación
2014
Tipo de publicación
Tesis de maestría
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Formato
application/pdf
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional del Centro de Investigación en Química Aplicada
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