Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería (Apr 2007)
Polimerización de acrilato de n-butilo mediada por nitróxidos usando agentes potencialmente acelerantes Nitroxide mediated polymerization of n-butyl acrylate using accelerating agents
Abstract
Resumen En este trabajo se estudió el efecto de la adición del peróxido de dicumilo (DCP), acetol y anhídrido acético (Anh Ac) sobre la evolución de la conversión y la distribución de pesos moleculares en la polimerización de acrilato de n-butilo (BA) mediada por nitróxido. Todas las polimerizaciones fueron en masa. El perfil de temperatura fue 90°C durante una hora y varios tiempos de reacción (entre 2 y 32 horas) a 135°C, usando como iniciador peróxido de benzoílo (BPO) y como radical estable el 4-OH-TEMPO (4-hidroxi-2,2,6,6 tetrametil piperidin-N-oxilo). Se realizaron las polimerizaciones térmica, química y mediada por nitróxidos del monómero acrílico para efectos de comparación. Se determinó la conversión gravimétricamente y se seleccionaron algunas muestras para su caracterización por cromatografía de exclusión por tamaño (SEC). Cuando se empleó peróxido de dicumilo, la polimerización se inhibió a relaciones molares [DCP]/[4-OH-TEMPO] inferiores a 0,5, independientemente de la relación [4-OH TEMPO]/[BPO] empleada (1,2 y 1,1). Por encima de 0,5, se obtuvieron bajas conversiones (Abstract The effect of the Dicumyl Peroxide (DCP), Acetol and Acetic Anhydride on the conversion evolution, and molecular weight distribution in bulk nitroxide mediated polymerizations of n-butyl acrylate (BA) was studied. Temperature profile was 1 h at 90°C, and variable reaction times (between 2 and 32 hours) at 135°C. Benzoyl peroxide (BPO) and 4-hidroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxyl (4-OH-TEMPO) were used as initiator and stable radical, respectively. Thermal, conventional, and nitroxide mediated polymerizations of the acrylic monomer were carried out for comparison purposes. Conversion was determined gravimetrically and some samples were selected for characterization by size exclusion chromatography (SEC). With DCP conversions were low and the polymerization was uncontrolled. Polymerization was inhibited for molar relation [DCP]/[4-OH-TEMPO] below of 0,5; independently of the [4-OH TEMPO]/[BPO]. With acetol, reaction rate increased respect to the polymerization without this agent. Conversions reached 66%, while the products showed relatively narrow molecular weight distributions (PD 1,35-2,01). The polymerization rate increased significantly at [Anh Ac]/[4-OH-TEMPO] ³ 4. In these cases, conversions were higher than 70% at first 2 h of reaction time. However, there was no control over these polymerizations. From the comparison of the effect for the studied agents, is possible to conclude that acetol produce better results on distribution of molar mass control, at acceptable polymer yields
