Modelizado computacional por Monte Carlo de la modificación de polipropileno por injerto utilizando un modelo de dos fases

• Autores: Romero Pietrafesa, Tomás; Guapacha, Jorge; Asteasuain, Mariano
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ciencias Informáticas; modelizado; Monte Carlo; bifásico; polipropileno; anhídrido maleico; modeling; two-phase; polypropylene; maleic anhydride
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La reacción de injerto de anhídrido maleico (MAH) en polipropileno (PP) ha sido ampliamente estudiada durante las últimas décadas. A pesar del extenso volumen de trabajos publicados, aún no existe consenso sobre el mecanismo de reacción ni el efecto de la separación de fases, originada por la baja solubilidad del MAH en el PP. Trabajos previos de modelizado de este sistema han reportado mejoras en la representación de resultados experimentales al considerar la existencia de una segunda fase. Este trabajo presenta un modelo de Monte Carlo de la reacción de injerto de MAH en el PP, el cual considera un mecanismo de reacción detallado y consistente con la literatura previa, así como un medio de reacción heterogéneo con transferencia de masa entre fases. El modelo es capaz de predecir diversas propiedades de interés. Se ajustó el modelo utilizando algoritmos genéticos y técnicas de optimización global, lo que resultó en una concordancia significativa con los datos experimentales. Este enfoque permite explicar relaciones complejas del proceso, como la dependencia del grado de injerto máximo con la concentración inicial de MAH. El modelo constituye una herramienta importante para comprender el mecanismo de reacción y la influencia de las variables de proceso en las propiedades del polímero.
The grafting reaction of maleic anhydride (MAH) onto polypropylene (PP) has been extensively studied over the last decades. Despite the large volume of published work, there is still no consensus on the reaction mechanism or the effect of phase separation, which arises from the low solubility of MAH in PP. Previous modeling work has reported improvements in the representation of experimental results when considering the existence of a second phase. This work presents a Monte Carlo model of the MAH grafting reaction onto PP, which considers a detailed reaction mechanism consistent with previous literature and a heterogeneous reaction medium with mass transfer between phases. The model is capable of predicting various properties of interest. The model was fitted using genetic algorithms and global optimization techniques, yielding a significant agreement with the experimental data. This approach explains complex process relationships, such as the dependence of the maximum grafting degree on the initial MAH concentration. The model serves as a crucial tool for understanding the reaction mechanism and the impact of process variables on polymer properties.
Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa