Simulação computacional de processos de reticulação : aplicação do método de Monte Carlo no estudo da cura de resinas epóxi com anidrido e amina terciária como iniciador

Abstract

O objetivo deste trabalho é o uso do método de Monte Carlo no estudo de processos de reticulação em polímeros. O método é aqui aplicado para simular a cura do 1,4 butanodiol diglicidil éter com anidrido cis 1,2 ciclohexanodicarboxílico, usando amina terciária como iniciador. O sistema é modelado numa rede quadrada bidimensional com condições de contorno rígidas (caso 1) ou condições de contorno periódicas (caso 2). Nós desenvolvemos um algoritmo computacional que simula a movimentação aleatória das moléculas e sua agregação. O algoritmo é codificado num programa em FORTRAN 77. Os parâmetros obtidos são a concentração das espécies em função do número de etapas computacionais e o grau de reação, bem como uma estimativa aproximada da dimensão fractal. Os resultados obtidos nos permitem compreender alguns aspectos cinéticos relacionados ao mecanismo de Matejka e algumas peculiaridades da agregação bidimensional. As limitações do modelo, bem como suas perspectivas e propostas de desenvolvimentos posteriores são discutidos.

The aim of this work is to use the Monte Carlo simulation method in order to study network formation processes in polymers. Here we apply this method to simulate the curing of 1,4 butanedioldiglicidyl ether with cis 1,2 cyclohexanedicarboxylic anhydride, using tertiary amine as initiator. The system is modeled in a two-dimensional square lattice with rigid boundary conditions (case 1) or periodic boundary conditions (case 2). We develop a computational algorithm that simulate the random movement of the molecules and its further aggregation. The algorithm was coded in FORTRAN 77 . The parameters obtained are the concentration of the species as a function of the number of computational steps and degree of reaction and a estimate of the fractal dimension of the aggregates. The results obtained permited us to understand some kinetical aspects related to Matejka mechanism and some peculiarities of a two-dimensional aggregation. The limitations of the model, as well as its perspectives and proposal of further developments are discussed.