Polímeros: Ciência e Tecnologia
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Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Modelagem do Equilíbrio de Fases em Sistemas Poliméricos.

Cruz, Luís A. A.; Nobrega, Ronaldo; Castier, Marcelo

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Resumo

O presente trabalho propõe um método simples e confiável para a estimativa dos parâmetros de interação do modelo de Flory-Huggins a partir de dados experimentais de equilíbrio líquido-líquido. O método de estimativa utiliza a minimização de funções objetivo de desvio do potencial químico e das composições, aliada a um algoritmo robusto para o cálculo da composição das fases em equilíbrio. O sistema estudado foi Polieterimida/ N-metilpirrolidona (NMP)/ Água, de interesse no preparo de membranas microporosas pelo processo de precipitação por imersão. A estimativa simultânea dos três parâmetros de interação de Flory-Huggins fornece um ótimo ajuste na região próxima aos pontos experimentais, disponíveis para este sistema ternário. A inclusão de dados de sorção da água no polímero permitiu uma descrição adequada da curva binodal, em todo diagrama de fase, com um bom ajuste em relação aos dados experimentais. O pequeno tempo computacional para a estimativa de parâmetros permite calcular rapidamente a curva binodal mesmo em sistemas onde não se dispõe de informações preliminares sobre os parâmetros de interação entre os componentes. O mesmo procedimento foi aplicado para sistemas polímero/polímero/solvente com o objetivo de se estudar a miscibilidade de polímeros. O parâmetro de interação polímero-polímero, diretamente relacionado à compatibilidade da mistura, foi determinado, de maneira rápida e direta, a partir de dados de equilíbrio líquido-líquido, e sem a necessidade do conhecimento dos parâmetros de interação polímero-solvente. Os sistemas analisados foram: Poliestireno/Polibutadieno/Tetrahidrofurano e Poliestireno(PS4)/ Poliestireno(PS10)/ Ciclohexano. Os resultados obtidos, a partir da metodologia proposta, em termos de miscibilidade, apresentou uma boa concordância com dados da literatura.

Palavras-chave

Flory-Huggins, Diagrama de fases, Miscibilidade, Estimativa de Parâmetros

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