Estimación de parámetros cinéticos mediante análisis termogravimétrico y calorimetría diferencial de barrido en la síntesis de poliglicerol a partir de glicerol con ácido sulfúrico como catalizador

Abstract

La polimerización del glicerol surge como alternativa para generar valor agregado a este subproducto originado en la producción de biodiesel. El poliglicerol es usado como base para producir hidrogeles, oilgeles y tensoactivos, la producción de estos materiales se hace mediante una esterificación del poliglicerol aprovechando los grupos hidroxilos (OH) presentes en el mismo, por lo cual es de gran importancia conocer la cinética de polimerización de glicerol. La comprensión de la cinética de polimerización de cualquier proceso de producción de polímero es un factor importante para poder ajustar la morfología y las propiedades físicas y químicas finales del polímero, de igual manera, en el diseño de reactores. En este trabajo fue usado glicerol grado USP y catalizador ácido sulfúrico 95% de pureza para llevar acabo la polimerización. Se propuso un modelo cinético en función de la temperatura y de la concentración del grupo funcional hidroxilo (OH), el cual fue ajustado con datos obtenidos por análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Se realizaron doce pruebas teniendo en cuenta la concentración de catalizador (5%, 15% y 30%) y dos velocidades de calentamiento (5 °C/min y 10 °C/min). Para la estimación de los parámetros cinéticos: energía de activación, factor preexponencial y orden de reacción se aplicó regresión múltiple no lineal con el método Levernberg-Marquart, obteniendo ajustes (R2) mayores al 90% para las muestras con concentración de 5% y 15% mediante datos obtenidos por TGA.