Modelado matemático de la microestructura de latexes híbridos (acrílico/pu) mediante simulaciones de montecarlo

Abstract

El objetivo principal del esta tesis doctoral ha sido desarrollar un algoritmo detallado de la simulación cinética de Monte Carlo para tener una descripción más realista del mecanismo de reacción y la formación de la microestructura durante la síntesis de los adhesivos en base de agua del híbrido PU/acrílico. Se espera que la simulación pueda explicar las tendencias de los resultados experimentales y proporcione una mejor comprensión de los mecanismos implicados en un sistema de polimerización tan complejo como es la reticulación que combina la polimerización por etapas y la polimerización radicalaria, llevadas a cabo simultaneamente. La simulación considera tanto la polimerización radicalaria de monómeros vinílicos en la fase acuosa como dentro de las partículas y, al mismo tiempo, la polimerización por etapas, de un grupo hidroxilo y un isocianato, que da lugar a la formación de poliuretano, o bien de un isocianato con agua. Al comparar los resultados experimentales y los resultados de la simulación se observó que la presencia de agua dentro de las partículas no puede ser ignorada, ya que los grupos isocianatos se consumen por esta reacción. Además, se observó que los grupos hidroxilo que penden de las cadenas acrílicas tienen una reactividad menor que las moléculas que no se han unido a las cadenas de polímero. Esta simulación proporciona información detallada del sistema, como la distribución completa de la masa molecular, la densidad de entrecruzamiento, tanto en el gel como en la fase soluble, así como la extensión de las cadenas de poliuretano por la reacción del isocianato con el agua, la longitud de las cadenas pendientes, entre otras caracterizaciones. Esta información microestructural podría ser correlacionada con las propiedades macroscópicas de estos materiales.