Síntesis del poliacetato de vinilo : estudio de una planta a escala piloto e industrial

Abstract

Un estudio completo de la polimerización en emulsión de Acetato de Vinilo usando como agente emulsificante el PVOh fue realizado en los laboratorios respectivos de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Ingeniería. Se selecciono esta sustancia por ser un polímero ampliamente utilizado a nivel industrial (adhesivos, aprestos, pintura y etc.) y además porque en la actualidad existen poquísimos estudios realizados en nuestros países sobre este polímero, es decir, un estudio de cinética, proceso, condiciones óptimas de operación y otros que permitan realizar ampliaciones y/o mejoras en la producción o también iniciar su elaboración sin recurrir a patentes extranjeras. Sabemos que la polimerización del VAM llevada a cabo por está técnica sigue una cinética de radicales libres, los que son generados por reacciones tipo Redox (iniciadores solubles en agua). El modelo utilizado aquí es el iniciado por Horking y mejorado cuantituativamente por Smith-Ewart; sin embargo, es conocido que este modelo se adapta mejor en un inicio a monómeros insolubles (Ejem. Estireno) presentando desviaciones cinéticas en monómeros relativamente solubles (Ejem. VAM). Trabajos posteriores realizados por diversos investigadores mejoraron y ajustaron las ecuaciones y modelos desarrollados por Smith-Ewart. Estos estudios se describen en detalle en los siguientes capítulos. A nivel experimental se empleó dos técnicas diferentes en la síntesis del PVA por emulsión: batch y semibatch. En la polimerización en batch se encontró ciertas dificultades o desventajas destacando el difícil control de temperatura debido al calor exotérmico de la reacción lo que conlleva a su vez mayor costo en el diseño del proceso a nivel de planta. En la polimerización semibatch (semicontinuo) es mas adecuada y recomendable el proceso porque facilita el control de temperatura y demás condiciones de operación. Y el látex de PVA presente muy buenas propiedades. La conversión alcanzada en la síntesis de PVA fue cercana al 100% existiendo muy poca perdida de material. En base a resultados experimentales se diseño una planta industrial de PVA cuya capacidad en un turno normal de trabajo es de 190ton/año, más aún la planta así diseñada puede ser utilizada para elaboración de otros productos polímeros (planta de uso multipropósito) adaptando y/o modificando sencillos cambios.