Estudo e Avaliação da Aplicação do Laser de CO2 na Produção de Resina Epóxi em Microreatores

Resumo

O estudo das resinas epóxi é de interesse científico e tecnológico devido a versatilidade apresentada por estes materiais. Esta versatilidade é fruto das diferentes reações químicas envolvidas e das características físico-químicas dos diversos agentes de cura, catalisadores, e reagentes que possibilitam inúmeras combinações de processamentos e propriedades objetivando aplicações específicas.Este projeto tem como objetivo a obtenção dos dados cinéticos através da Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), obtenção da resina epóxi na planta laboratorial já existente com definição das condições operacionais e o desenvolvimento e a avaliação de um microreator confeccionado em acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) para a produção de resinas epóxi. Este projeto será desenvolvido junto ao grupo de pesquisa do Laboratório de Otimização, Projeto e Controle Avançado (LOPCA), e está associado ao projeto de Auxílio à Pesquisa, Processo Fapesp 06/07173-4, onde o sistema de Prototipagem Rápida FDM (Modelagem por Deposição de Material Fundido) será utilizado com o objetivo de confeccionar os moldes em ABS a partir de projeto auxiliado por computador (CAD). O sistema FDM, do fabricante Stratasys, dentre os demais sistemas de Prototipagem Rápida, permite obter moldes e modelos tridimensionais com a geometria e propriedades desejadas para fabricação de microreatores.O desenvolvimento de microreatores para produção de resinas epóxi é uma inovação em desenvolvimento de produtos que já existem, mas com avanço significativo, uma vez que resinas com propriedades específicas podem ser produzidas através de microreator. Estes microreatores apresentam características especiais permitindo o controle da temperatura das reações químicas fortemente exotérmicas, que é o caso da resina epóxi, rápida reação e melhor mistura entre os componentes que formam a resina epóxi. O potencial desta nova tecnologia com base no uso de microreatores, pode ser usado em estudos cinéticos, determinação de reações químicas, na pesquisa de processos químicos e mesmo na investigação e identificação de características de projeto destes sistemas.Utilizando-se do conceito de microreator, um laser de CO2 será utilizado na polimerização rápida da resina epoxi dentro do microreator permitindo um controle da polimerização. O laser de CO2 opera em um comprimento de onda (10,6 µm) e uma distribuição de energia bem definida, concentrada dentro do feixe laser devido a coerência da luz produzida. Neste estudo o objetivo é estreitar a distribuição de peso molecular do polímero formado. Esta técnica permite desenvolver uma alternativa de aplicação de microreatores que pode ser útil para o estudo e conhecimento dos efeitos do laser no infravermelho (CO2) para o controle da polimerização do polímero. Com esta alternativa, em se aplicar o laser, pode-se obter o controle do tempo de residência do feixe laser no polímero, e assim, controlar a temperatura de polimerização no microreator. Tal controle tende a melhorar a distribuição de peso molecular no processamento do polímero, obtenção de propriedades especificas e a qualidade do produto final.