CINÉTICA DA MUDANÇA DE COR DA RESINA DE PVC DURANTE A SECAGEM

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1 CINÉTICA DA MUDANÇA DE COR DA RESINA DE PVC DURANTE A SECAGEM R.C.C. Marinho 1 ; L.N.Horiuchi 1 ; S.Luporini 2 Rua Hidrogênio 3342 Polo Ptroquímico, Camaçari, Bahia (rita.marinho@braskm.com) 1- Braskm 2- UFBa (Univrsidad Fdral da Bahia). RESUMO Scadors d lito fluidizado são amplamnt utilizados na scagm d rsinas d policlorto d vinila (PVC). Ests quipamntos têm fito sobr a cor a umidad da rsina. Tais parâmtros aftam o procssamnto da rsina a qualidad das pças transformadas. É important conhcr como a tmpratura o tmpo d rsidência nos scadors aftam os rfridos parâmtros. Nst trabalho validamos um modlo para a dtrminação da cinética d mudança d cor das rsinas d PVC sob o fito da tmpratura. Exprimntos foram ralizados m duas rsinas d valor K57 K67 produzidas plo procsso m suspnsão. Foram mdidos os parâmtros d cor aplicado o tratamnto d dados conform sugrido no modlo. Foram analisados os parâmtros d cor L, a, b dos dados xprimntais por colorimtria sgundo método Huntr. Curvas tóricas foram obtidas por simulação. Os parâmtros do modlo foram obtidos através do método d mínimos quadrados. Os dados xprimntais aprsntaram ótimo ajust para todos os parâmtros na rsina d VK=57.Para a rsina d VK=67 o mlhor ajust du-s para o parâmtro L. Palavras-chav: policlorto d vinila, scagm, parâmtros d cor. INTRODUÇÃO O stablcimnto d um control d cor para o procsso d produção d PVC é parâmtro crítico para a qualidad da rsina, pois afta dirtamnt o procsso produtivo das mprsas transformadoras. Flutuaçõs na cor da rsina vão grar distúrbios na produção dos itns finais, ocasionando altraçõs d formulação d parâmtros nas máquinas do procsso d transformação. 9926

2 A cor da rsina stá dirtamnt rlacionada aos parâmtros d control d scagm tais como vazão d produto úmido, vazão tmpratura d ar d scagm, tmpratura d água qunt das srpntinas outros. Muito nfoqu tm sido dado rlacionando a scagm com a umidad final na rsina. Embora sja itm d importância na transformação, torna-s ncssário uma mlhoria nst procsso adicionando um control d cor da rsina. A mudança d cor do PVC stá rlacionada a procssos d dgradação térmica do PVC. Na dgradação térmica do PVC a dhidrocloração é a ração dominant pod ocorrr m várias tmpraturas. Esta baixa stabilidad tm sido rlacionada com os íons clorto labéis. Quanto maior o contúdo d clortos trciários maiors srão os dfitos no PVC. A dhidrocloração conduzirá à formação d duplas no polímro rsultando m altração d cor. Além das duplas outros dfitos como o crosslinking pioram a dgradação (1). Estudos rcnts sclarcm qu dfitos struturais instávis na cadia rsultam d raçõs qu são favorcidas pla baixa concntração d monômro. Diminuindo a convrsão da ração é possívl rduzir a dgradação do PVC (2). Sgundo Karl Minskr (3) a taxa d dhidrocloração aumnta com a scagm m prsnça d monômro rsidual d oxigênio. A oxidação do PVC, iniciada pla prsnça d radicais d iniciadors, é um procsso qu pod ocorrr durant o príodo d armaznamnto do polímro. O procsso é catalisado pla prsnça d oxigênio. A ração qu ocorr é a sguint: 9927

3 A otimização d procssos químicos m gral, bm como a capacidad d prvr o dsmpnho dos quipamntos d procsso, dpndm d modlos rprsntativos, frramntas para rsolução dos modlos da disponibilidad d dados xprimntais para assgurar statisticamnt as prvisõs ralizadas (4) Est trabalho tm por objtivo a validação d um modlo para stablcr o fito da tmpratura, umidad tmpo d rsidência nos parâmtros d cor da rsina d PVC sca. Dtrminamos as constants cinéticas d dgradação da cor para os parâmtros L, a b obtndo assim condiçõs para uma futura otimização d procsso. MATERIAIS E MÉTODOS Procdimntos xprimntais Duas rsinas d PVC com difrnts propridads (rsina I com VK=57 rsina II com VK=67) qu após a scagm foram analisadas quanto ao tor d umidad, tndo-s obtido rsultado 0,23% para cada uma. A anális foi ralizada m balança trmogravimétrica Ghaka modlo IV-2002 até massa constant. As rsinas foram submtidas a procssos d aqucimnto a tmpratura constant m 5 tmpraturas difrnts 67, 70, 75, 80, 85ºC, m stufa Fann modlo 320 SE com circulação mcânica d ar. O valor ajustado no trmostato foi confirmado com o uso d um trmômtro N-Contrm scala d 0 a 300 C. Para cada tmpratura foram coltadas oito amostras, com crca d 24 gramas cada. As rsinas foram psadas m uma balança analítica da marca Mttlr Toldo, modlo GT 8000 séris 2375 com prcisão d quatro casas dcimais. As amostras foram spalhadas m vidro d rlógio d modo qu a spssura foss uniform, vitando dsta forma gradint d tmpratura, colocadas na stufa. Foram fitas coltas m intrvalos d tmpo d 30, 60, 90, 120, 150, 180, minutos. Há também uma amostra qu srviu d rfrência (dado inicial d cor). Um cronômtro da marca Tchnos, Sport Timr, YP-2151 foi utilizado. O tmpo d scagm foi cronomtrado para stablcr o horário d rtirada da amostra da stufa. Das amostras rtiradas da stufa foram mdidos os parâmtros (L, a, b) com colorímtro Modlo X-Rit séri 8200 com iluminant C 2 com cubta média d 9928

4 quartzo. O instrumnto foi calibrado a cada litura. As mdidas foram fitas três vzs para cada amostra d modo a avaliar média, dsvio variância. O instrumnto foi calibrado a cada dia com uma placa d crâmica branca con d calibração prto. Modlo Cinético d KROKIDA E MAROULIS: Krokida Maroulis (5) ralizaram um studo para dtrminação da cinética d mudanças d cor durant a scagm d frutas vgtais ond invstigaram o fito da tmpratura da umidad do ar nas mudanças d cor durant a scagm. Os parâmtros L, a, b foram usados para stimar mudanças d cor durant a scagm conform método Huntr (6). Foi assumido qu cada parâmtro sgu uma cinética d 1º ordm qu é dada pla quação (A): Ond: C é o parâmtro cor (L, a, b); Co é o valor inicial; C é o valor d quilíbrio; Kc é a constant da taxa d cada parâmtro; t é o tmpo d scagm. C C O fito da tmpratura umidad do ar nos parâmtros d cor durant a scagm convncional pod sr introduzido através do su fito nos valors d quilíbrio na constant da taxa plas quaçõs (B) (C): C o C xp K c t (A) 0 T 70 nt H nh C C 30 (B) c c 0 T 70 mt H mh K K 30 Ond: H é a umidad do ar (%); T é a tmpratura ( C); C 0, nt, nh, Kc 0, mt, mh são parâmtros ajustávis do modlo. Aplicação do método dos mínimos quadrados: Os valors dos parâmtros foram ncontrados ajustando o modlo proposto aos dados xprimntais. Isto foi fito através do método dos mínimos quadrados (C) 9929

5 proposto m 1809 por Gauss, nomado assim por Lgndr utilizado com vários parâmtros dsconhcidos por Laplac, quação (D): Sc 1 2 C C N p 2 i (D) i* / Ci = valor xprimntal do parâmtro d cor; Ci* = Valor calculado do parâmtro d cor; N = Númro d pontos xprimntais; p = Númro d parâmtros stimados. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os gráficos a sguir contêm os rsultados dos parâmtros d cor m cada tmpo tmpratura (Fig. 1, Fig. 2 Fig. 3). Fig. 1- Variação no parâmtro L para várias tmpraturas. Fig. 2 - Variação do parâmtro b para várias tmpraturas. Fig. 3 Variação do parâmtro a para várias tmpraturas. 9930

6 Rsina I L a b Rsina II L a b Ko Ko mt 4,5482 5,0729 5,9707 mt 6,02-0,034 2,5005 mh 1,1334 1,1296 1,2228 mh 1,2685 0,9915 1,1436 C C nt -0, ,418-8,053 nt -0,1282 6, ,9992 nh -0,9388 0,3456 0,0279 nh -0,9364 0,2817 0,0086 Parâmtros stimados ab la 1- R sult ad os do s T CONCLUSÕES O modlo cinético sugrido por Maroulis Krokida também é aplicávl para PVC. Os dados xprimntais ajustaram-s mlhor ao modlo proposto para a rsina I m todos os parâmtros d cor para a rsina II para o parâmtro ΔL. Para Δa Δb houv maior rsíduo nas tmpraturas d 67 C 70 C. Tanto para a rsina I como para a rsina II o mlhor ajust ocorru para o parâmtro b. Na rsina I o parâmtro mt aprsnta um comportamnto crscnt m rlação aos parâmtros d cor L, a, b. Já o parâmtro mh quas não s altra m rlação aos parâmtros d cor L, a, b. A rsina I aprsntou maior avrmlhamnto maior prda d brancura. Est fato ocorru dvido à rsina I tr mnor pso molcular qu a II, portanto spra-s maior dgradação dsta. 9931

7 REFERÊNCIAS 1. HJERTBERG at all. Influnc of dhydrochorination Rat on Dgradation Mchanism of Poly (vinyl chlorid).macromolculs, vol.21, N3, STARNES, W.H. Structural dfcts in Poly (vinyl chlorid) and th mchanism of vinyl chlorid polymrization: commnts on rcnt studis. Procdia Chmistry 4(2012) KARL MINSKER.Chmistry of Chlorin Containing Polymrs :Sinthss, Dgradation and Stabilization.Capítulo KROKIDA, M. K.; KIRANOUDIS, C. T. Parto dsign of fluidizd b dryrs. Chmical Enginring Journal 79, pp 1-12, KROKIDA, M. K.; MAROULIS, T. Z. B. Kintics on color changs during drying of som fruits and vgtabls. Drying Tchnology, 16 ( 3-5), pp , HUNTER, R. S.; HAROLD, R. W. Th Masurmnt of Apparanc, Scond Edition CIE Publication Nº. 15.2, Colorimtry, Scond Edition, Availabl from U.S National Committ. KINETIC OF COLOUR CHANGES IN PVC RESIN DURING DRYING ABSTRACTS Fluidizd bd dryrs ar widly usd in th drying of vinyl chlorid rsins (PVC). Ths dvics hav grat ffct in rsin color and moistur. Such paramtrs affct th rsin procssing and th quality of th pics obtaind. It is important to know how th drying tmpratur and rsidnc tim affct thos paramtrs. In this study w validat a modl for dtrmining th kintics color changs for PVC rsins undr th ffct of tmpratur. Th xprimnts wr conductd for two rsins (VK = 57 and VK = 67) producd in suspnsion by Braskm. Ths wr th color paramtrs masurd and applid to th procssing of data as suggstd in th modl. It was usd via Huntr colorimtric mthod to valuat th paramtrs L, a, b xprimntal data. Th Last Squar Mthod obtaind th curv paramtrs.th xprimntal rsults had a grat adjust for all paramtrs of KV 57. For KV67 th bst adjust was for th L paramtr. KEY WORDS : polyvinyl chlorid, drying, color paramtrs 9932