Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: JULIANA SILVA VARANDAS
DATA: 27/08/2020
HORA: 14:00
LOCAL: Google Meet
TÍTULO: ESTUDO CINÉTICO DA REAÇÃO DE CURA DO SISTEMA DGEBA/TETA/PEI UTILIZANDO MODELOS EMPÍRICOS E MECANICISTAS
PALAVRAS-CHAVES: resina epóxi, semi-IPN, cinética de cura, estimação de parâmetros, modelos mecanicistas
PÁGINAS: 93
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Química
RESUMO:

A resina epóxi é uma das resinas termorrígidas mais utilizadas, pois possui características especiais, como excelente aderência a muitos substratos e resistência à corrosão química. Para superar algumas das suas limitações, ela pode ser associada, na forma de matriz reticulada, com um polímero termoplástico formando uma rede polimérica semi-interpenetrante (semi-IPN). A formação da matriz se dá por meio da reação de cura com um agente endurecedor e o conhecimento dos seus parâmetros permite obter os produtos nas especificações desejadas, objetivando reduzir os custos de produção. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estimar parâmetros cinéticos a partir de dez modelos de ajuste de dados empíricos e mecanicistas, usando o método heurístico Enxame de Partículas, propostos para a reação da resina polimérica Diglicídil Éter de Bisfenol A (DGEBA) com o agente endurecedor Trietilenotetramina (TETA) na presença do polímero termoplástico Polieterimida (PEI), formando uma membrana semi-IPN. Os modelos foram inseridos em um sistema de equações algébrico diferenciais oriundo dos balanços de massa e energia, resolvido numericamente pela aplicação do código DASSL disponível no pacote ESTIMA. A abordagem deste estudo é diferenciada por utilizar somente os dados não isotérmicos da taxa de calor fornecidos por um DSC para estimar os parâmetros cinético de cura, a partir dos modelos propostos e dos balanços de massa e de energia, proporcionando, assim, uma maior precisão nos cálculos. Utilizaram-se dados da reação em quatro taxas de aquecimento (5, 10, 15 e 20 °C/min) em três diferentes sistemas: com 20%, 30 e 40% (w/w) de PEI. A partir da estimação dos parâmetros com a semi-IPN₂₀, da análise física dos resultados e da região de confiança, observou-se que o modelo empírico de Kamal (Modelo 06) foi o que melhor se adequou às misturas reacionais. Percebeu-se que, independente da quantidade de PEI, a interação entre os monômeros da amina é a menor das interações (s£1) presentes nos sistemas, o complexo epóxi-hidroxila não interfere na cinética de cura (K*@0, o que dispensa o uso dos Modelos mecinistas 07, 08, 09 e 10 que adotam essa hipótese), e confirmou-se o caráter autocatalítico da reação (2<m+n<3). Além disso, observou-se que a presença do termoplástico altera a reatividade do grupo amina (r³1), de forma que o cálculo realizado pelos Modelos 02, 03, 04, 05, 07, 08, 09 e 10 foi feito de forma semelhante ao Modelo 01. Para todos os percentuais de PEI, a energia de ativação não catalítica ficou dentro do intervalo esperado para reações DGEBA/TETA, então o PEI não age como catalisador, e de um percentual para outro não houve um aumento significativo. Já a energia de ativação catalítica foi maior em todos os percentuais, devido à dificuldade na mobilidade dos reagentes causada pela presença do termoplástico que aumenta a viscosidade do sistema. Quanto à entalpia de reação, os valores obtidos ficaram dentro da faixa esperada para reações com resina epóxi, porém houve um aumento de -233 J g^-1 para -292 J g^-1 na rede com 30% de PEI, indicando a formação de rede com maior grau de cura. A quantidade de termoplástico não altera expressivamente a temperatura de cura, a conversão máxima e a taxa da reação DGEBA/TETA/PEI. Os modelos foram capazes de representar com simplicidade e qualidade as medidas experimentais das semi-IPN com 20% e 30% de PEI, mas não conseguiram descrever satisfatoriamente os dados do sistema com 40% de PEI. Nesse último caso analisado pode ter ocorrido uma separação de fases entre o termoplástico e a matriz, resultando em uma semi-IPN parcialmente formada.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1715065 - ROGERIO LUZ PAGANO
Interno - 2222671 - PEDRO LEITE DE SANTANA
Externo ao Programa - 1996864 - JOSE DA PAIXAO LOPES DOS SANTOS