Modelado estocático de la microestructura de homopolímeros y copolímeros de reactor por lotes

Resumen

Encontrar la microestructura del producto generado en una reacción de polimerización es deseable desde el punto de vista de la ciencia de los materiales, debido a la asociación entre la microestructura y las propiedades físicas. Para la ciencia de este hecho, este artículo tiene como objetivo utilizar el modelado estocástico para obtener la microestructura y la información clave de un conjunto de cadenas de polímeros generadas durante una reacción. A partir de estos datos, el presente artículo contribuye a la minimización de los gastos experimentales, además del ahorro de tiempo, debido al hecho de que no son necesarios experimentos para descubrir las características del polímero obtenido bajo ciertas condiciones de reacción. Esta información no puede ser encontrada por otras metodologías usuales para modelar reacciones químicas, como la forma determinista. Además, a partir de una estructura deseada dada, se pueden obtener las condiciones iniciales de concentración y temperatura para formar ese producto. Este estudio se realizó con base en los métodos estocásticos de Monte Carlo, por los cuales buscamos replicar la aleatoriedad presente en las reacciones químicas. El algoritmo creado en lenguaje C ⁺⁺ determina la variación del número de moléculas de cada especie con el tiempo, además de la composición química, la secuencia de monomeros y el tamaño de las cadenas generadas. Este enfoque se aplica a las homopolimerizaciones y copolimerizaciones de cadena lineal. En este trabajo, se estudió la polimerización en reactores discontinuos de estireno para formar poliestireno, además de la copolimerización de estireno con alfa-metilestireno. Estas simulaciones se caracterizaron por formar cadenas con pequeños bloques de monómeros.