Otimização do processo de polimerização do estireno: a distribuição de tamanho das partículas do poliestireno

Abstract

No processo de polimerização do estireno em suspensão a distribuição de tamanho das partículas é um importante parâmetro de qualidade. Este parâmetro é de particular importância no caso do poliestireno expansível. Neste tipo de processo, o produto final é obtido na forma de partículas esféricas com distribuição de tamanhos bastante dispersa, e diâmetros variando entre 50 e 3000mm. As partículas com diâmetros inferiores a 400mm não apresentam aplicação industrial imediata sendo inicialmente consideradas rejeitos. Neste trabalho, polimerização do estireno em suspensão foi conduzida a fim de avaliar-se a influência de importantes constituintes do sistema estabilizante sobre a distribuição de tamanho das partículas do poliestireno produzido, mais especificamente sobre a faixa com diâmetros inferiores a 400mm. Surfactantes aniônicos dodecil benzeno sulfonato de sódio e dodecil sulfato de sódio em concentrações de 0,0023 a 0,0098% baseados na massa de estireno, adicionados ou não de acordo com a conversão, e agente de suspensão fosfato tricalcico em concentrações de 0,138 a 0,446% baseados na massa de estireno foram estudados. Os resultados experimentais mostraram que a fração de partículas com diâmetros inferiores a 200mm são diretamente proporcionais a concentração de surfactante. Surfactante dodecil sulfato de sódio adicionado de acordo com a conversão mostrou efeito pronunciado sobre a minimização da fração com diâmetros inferiores a 400mm. Neste trabalho, também é introduzida uma abordagem baseada em lógica difusa, para a modelagem de duas frações granulométricas geradas durante o processo de polimerização. A partir do conhecimento de um especialista, e com base em uma série de experimentos realizados em uma unidade piloto, um sistema baseado em regras foi construído. O modelo foi validado experimentalmente e apresentou boa concordância aos dados experimentais.