Estimação de parâmetros cinéticos da reação de cura do sistema DGEBA – mPDA

A estimacao de parâmetros e um campo bastante importante na area de engenharia, visto sua relacao com o desenvolvimento de modelos matematicos capazes de representar situacoes praticas como o projeto, a otimizacao e o controle dos processos quimicos. A reacao de cura para producao de materiais compositos, caracterizada pela grande liberacao de energia em moderadas e altas temperaturas, configura-se como um desses processos. Este estudo objetivou a determinacao de parâmetros cineticos de quatro modelos consagrados na literatura, sendo dois mecanicistas e dois empiricos, a partir de dados experimentais isotermicos e nao isotermicos da reacao da resina epoxi diglicidil eter de bisfenol-A (DGEBA) com o agente endurecedor m-fenileno diamina (m-PDA). As condicoes isotermicas adotadas foram nas temperaturas de 354,5 K, 364,5 K, 374,5 K e 384,5 K, ja as nao isotermicas utilizaram taxas de aquecimento de 2,5 K s -1 , 5 K s -1 e 10 K s -1 , aplicando a tecnica de DSC (Calorimetria diferencial de varredura). Os modelos foram solucionados pela sub-rotina DASSL, estimando os parâmetros por meio do programa ESTIMA, o qual consiste no algoritmo deterministico de Gauss-Newton para encontrar o valor minimo da funcao objetivo de minimos quadrados e no algoritmo heuristico Particle Swarm Optimization (PSO) para estimacao dos parâmetros dos modelos propriamente dita. Os valores dos parâmetros mostraram-se em concordância com as faixas comumente relatadas na literatura para todos os modelos. O Modelo de Horie foi o que apresentou resultados mais satisfatorios, principalmente, devido a sua simplicidade e o menor numero de parâmetros que descrevem a cinetica da reacao.