Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Olivo Arias, Liliana Patricia
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082016-113710/
Resumo: In the present work, a super water-absorbent poly(acrylic acid) was synthetized by inverse suspension polymerization, using Span60 as the dispersant, toluene as the dispersing organic phase, trimethylolpropane triacrylate as the crosslinking agent, and sodium persulfate as the initiator. The synthesis was conducted in a small-scale glass reactor operated in semi-batch mode. The following reaction conditions were evaluated: effects of initiator concentration, temperature, percentage of multifunctional cross-linker agent and monomer concentration. Also, two important properties were determined, conversion and gel fraction. A kinetic model including a population balance was employed to simulate the process. The proposed model uses the numerical fractionation technique and is capable of predicting the pre-gel and post-gel properties, the effect of the crosslinking agent level on the polymer properties and the dynamic of gelation. The model was compared with the experimental results and showed a satisfactory representation of the system after parameter adjusting.
id USP_3d21dbe7efc8b2c06765fb0b1149ae00
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-22082016-113710
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.Modelagem matemática e estudo experimental da polimerização do ácido acrílico e trimethilolpropano triacrilato para produção de hidrogel.Cinética química (Modelagem)Cross-linkingInverse suspension polymerizationLigação cruzadaMathematical and kinetic modelingModelos matemáticosNumerical fractionation techniquePolimerização em suspensão inversaPolímeros (Química orgânica)Superabsorbent (poly-acrylic acid)Superabsorvente (poli ácido acrílico)Técnica de fracionamento numéricoIn the present work, a super water-absorbent poly(acrylic acid) was synthetized by inverse suspension polymerization, using Span60 as the dispersant, toluene as the dispersing organic phase, trimethylolpropane triacrylate as the crosslinking agent, and sodium persulfate as the initiator. The synthesis was conducted in a small-scale glass reactor operated in semi-batch mode. The following reaction conditions were evaluated: effects of initiator concentration, temperature, percentage of multifunctional cross-linker agent and monomer concentration. Also, two important properties were determined, conversion and gel fraction. A kinetic model including a population balance was employed to simulate the process. The proposed model uses the numerical fractionation technique and is capable of predicting the pre-gel and post-gel properties, the effect of the crosslinking agent level on the polymer properties and the dynamic of gelation. The model was compared with the experimental results and showed a satisfactory representation of the system after parameter adjusting.No presente trabalho, o poli (ácido acrílico) super-absorvente foi sintetizado por polimerização em suspensão inversa, usando Span 60 como o dispersante, tolueno como fase orgânica, trimetilolpropano triacrilato como agente de reticulação e persulfato de sódio como iniciador. A síntese foi conduzida num reator de vidro em escala de bancada, operado em modo semi-batelada-batelada. As seguintes condições da reação foram avaliadas: os efeitos da concentração de iniciador, a temperatura, a porcentagem de agente de reticulação multifuncional e a concentração de monómero. Além disso, foram determinadas propriedades importantes, como a conversão e a fração de gel. Da mesma forma, foi desenvolvido um modelo de balanço populacional para simular o processo em conjunto com a técnica de fracionamento numérico, que é capaz de prever as propriedades pré-gel e pós-gel, o efeito do nível do agente de reticulação no polímero e as propriedades da dinâmica de gelificação. O modelo foi comparado com os resultados experimentais e mostrou uma representação satisfatória do sistema após o ajuste dos parâmetros.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPGiudici, ReinaldoOlivo Arias, Liliana Patricia 2015-12-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082016-113710/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2017-09-04T21:03:48Zoai:teses.usp.br:tde-22082016-113710Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212017-09-04T21:03:48Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
Modelagem matemática e estudo experimental da polimerização do ácido acrílico e trimethilolpropano triacrilato para produção de hidrogel.
title Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
spellingShingle Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
Olivo Arias, Liliana Patricia
Cinética química (Modelagem)
Cross-linking
Inverse suspension polymerization
Ligação cruzada
Mathematical and kinetic modeling
Modelos matemáticos
Numerical fractionation technique
Polimerização em suspensão inversa
Polímeros (Química orgânica)
Superabsorbent (poly-acrylic acid)
Superabsorvente (poli ácido acrílico)
Técnica de fracionamento numérico
title_short Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
title_full Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
title_fullStr Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
title_full_unstemmed Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
title_sort Modeling and experimental study of inverse suspension polymerization of acrylic acid and trimethylolpropane triacrylate for hydrogel production.
author Olivo Arias, Liliana Patricia
author_facet Olivo Arias, Liliana Patricia
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Giudici, Reinaldo
dc.contributor.author.fl_str_mv Olivo Arias, Liliana Patricia
dc.subject.por.fl_str_mv Cinética química (Modelagem)
Cross-linking
Inverse suspension polymerization
Ligação cruzada
Mathematical and kinetic modeling
Modelos matemáticos
Numerical fractionation technique
Polimerização em suspensão inversa
Polímeros (Química orgânica)
Superabsorbent (poly-acrylic acid)
Superabsorvente (poli ácido acrílico)
Técnica de fracionamento numérico
topic Cinética química (Modelagem)
Cross-linking
Inverse suspension polymerization
Ligação cruzada
Mathematical and kinetic modeling
Modelos matemáticos
Numerical fractionation technique
Polimerização em suspensão inversa
Polímeros (Química orgânica)
Superabsorbent (poly-acrylic acid)
Superabsorvente (poli ácido acrílico)
Técnica de fracionamento numérico
description In the present work, a super water-absorbent poly(acrylic acid) was synthetized by inverse suspension polymerization, using Span60 as the dispersant, toluene as the dispersing organic phase, trimethylolpropane triacrylate as the crosslinking agent, and sodium persulfate as the initiator. The synthesis was conducted in a small-scale glass reactor operated in semi-batch mode. The following reaction conditions were evaluated: effects of initiator concentration, temperature, percentage of multifunctional cross-linker agent and monomer concentration. Also, two important properties were determined, conversion and gel fraction. A kinetic model including a population balance was employed to simulate the process. The proposed model uses the numerical fractionation technique and is capable of predicting the pre-gel and post-gel properties, the effect of the crosslinking agent level on the polymer properties and the dynamic of gelation. The model was compared with the experimental results and showed a satisfactory representation of the system after parameter adjusting.
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-12-04
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082016-113710/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22082016-113710/
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815258393252724736