Uso de sensores virtuais MCR-ALS/PLS e modelagem fenomenológica na copolimerização de metacrilato de metila e pivalato de vinila em miniemulsão

Abstract

A possibilidade de acompanhar as reações em linha e em tempo real tem despertado o interesse em diversos segmentos tecnológicos. Técnicas vibracionais têm se destacado pela facilidade de aquisição de dados e capacidade de gerar uma vasta gama de informações de processo em curtos espaços de tempo. Desta forma, este trabalho vislumbra aplicar técnicas de modelagem para descrição do comportamento da reação de copolimerização em miniemulsão entre o metacrilato de metila (MMA) e o pivalato de vinila (PVi), aliadas ao monitoramento em tempo real com a utilização de uma sonda de FT-IR para inferência da conversão dos monômeros em polímero e da composição da cadeia polimérica. Abordagens Quimiométricas foram utilizadas para o desenvolvimento de modelos de calibração e posterior validação, utilizando-se duas abordagens distintas, Resolução de Curva Multivariada (MCR – do Inglês Multivariate Curve Resolution) e Mínimos Quadrados Parciais (PLS – do Inglês Partial Least Squares). A partir da composição do copolímero obtido de 1H-RMN, empregou-se o modelo terminal proposto por Mayo-Lewis para determinação da as razões de reatividade do par monomérico MMA e PVi (rMMA = 18,24 ± 2,76 e rPVi = 0,0663 ± 0,0549, com r2 = 0,9722). Com as equações de balanço de massa das reações, foi possível determinar os fatores de correção para as constantes de propagação (kp’MMA = kpMMA + 0,59024*χ² + 35,843*χ – 535,29 e kp’PVi = kpPVi*1,83463) e juntamente às razões de reatividade, construir um modelo teórico capaz de explicar o comportamento experimental. Os modelos de predição desenvolvidos, quimiométricos (MCR-ALS e PLS) e fenomenológico, descreveram de forma satisfatória os perfis de conversão, prevendo de forma acurada o comportamento dinâmico da reação.