高分子合成與性能預(yù)測的計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)與高分子科學(xué)之間的相互滲透已經(jīng)成為高分子研究的又一亮點(diǎn).計(jì)算機(jī)模擬既可預(yù)測分子結(jié)構(gòu)行為和宏觀物質(zhì)性質(zhì),又可深化研究結(jié)果,提高工作效率.本文主要從四個(gè)方面研究了計(jì)算機(jī)在高分子科學(xué)上的應(yīng)用,利用可視化程序語言Visual Basic 6.0編制了不同功能的軟件.第一方面:利用計(jì)算機(jī),通過截距斜率法、YBR法、JJ法(直線交叉法)、TM法(非線性最小二乘法)和動(dòng)態(tài)搜索法測算共聚體系競聚率,其中TM法和動(dòng)態(tài)搜索法

2、獲得比較精確的競聚率結(jié)果.由競聚率的數(shù)據(jù),還給出共聚物組成曲線.利用計(jì)算機(jī),通過共聚積分方程,描繪出共聚反應(yīng)體系隨著聚合轉(zhuǎn)化率的變化,單體組成、共聚體瞬時(shí)組成和共聚體平均組成的關(guān)系曲線.此外,還對(duì)共聚物鏈段分布和鏈節(jié)分布情況進(jìn)行了模擬,給出了它們的分布曲線.第二方面:用Monte Carlo法,模擬了聚氯乙烯缺陷結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生情況.模擬結(jié)果表明,過高的轉(zhuǎn)化率必然導(dǎo)致形成更多的缺陷結(jié)構(gòu),使樹脂品質(zhì)下降.建議PVC生產(chǎn)廠家,氯乙烯的轉(zhuǎn)化率以不超

3、過0.85~0.87為宜.第三方面:利用熱重分析法研究了聚合物的熱分解動(dòng)力學(xué).先用三次樣條函數(shù)對(duì)熱失重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了插值和微分,再通過二元回歸求出了它的熱分解動(dòng)力學(xué)參數(shù)A、n及E,以上便是微商法的求解過程.它具有簡潔、快速等優(yōu)點(diǎn).通過熱分解動(dòng)力學(xué)參數(shù)可以綜合地、定量地表征聚合物的熱穩(wěn)定性,并且可確定熱分解速率與溫度之間的關(guān)系,給出熱分解速率的峰值,對(duì)實(shí)際應(yīng)用有指導(dǎo)意義.第四方面:基團(tuán)貢獻(xiàn)法為高分子新產(chǎn)品的開發(fā)研究提供了較好的輔助手段.利用高

4、級(jí)編程語言Visual Basic語言編寫的計(jì)算機(jī)軟件,界面可視友好,使用方便,運(yùn)算快速.此方法尤其適用于無定型聚合物,而對(duì)分子間具有較強(qiáng)作用力的聚合物,預(yù)測的誤差較大.此外,由于該法僅提供了33種結(jié)構(gòu)單元的有關(guān)參數(shù),難以組合復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高分子,在使用范圍上受到一定限制.第五方面:利用關(guān)聯(lián)指數(shù)法對(duì)聚合物某些性能進(jìn)行了預(yù)測,這些性能包括:摩爾體積,溶解度參數(shù),表面張力,折光指數(shù),介電常數(shù)及玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等.本文在大量預(yù)測聚合物性能基礎(chǔ)上,把