聚合反應(yīng)過程分子量分布大規(guī)模動態(tài)優(yōu)化研究.pdf

1、聚合物是由一種或幾種結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵連接起來的分子量很高的化合物。聚合物分子量分布決定了聚合物的加工性能及使用性能。如何通過優(yōu)化反應(yīng)條件以生成具有特定分子量分布的聚合物具有非常重要的研究意義。
　　 本文以改進的Stickler-Panke-Hamielec模型基礎(chǔ)上建立的PMMA動態(tài)自由基聚合反應(yīng)模型為例,研究聚合反應(yīng)過程分子量分布的大規(guī)模動態(tài)優(yōu)化方法。通過模型分析,將模型解耦為小規(guī)模自由基聚合反應(yīng)模型與大規(guī)模自由基聚合反應(yīng)

2、模型,利用數(shù)值算法求解得到分子量分布曲線。在自由基聚合模型分子量分布計算結(jié)果基礎(chǔ)上,探討聚合物分子量分布反應(yīng)條件動態(tài)優(yōu)化問題求解,通過溫度曲線離散化方法,調(diào)用自由基聚合模型計算得到分子量分布信息,可將動態(tài)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為非線性優(yōu)化問題,并利用序列二次規(guī)劃算法SNOPT進行求解。
　　 本文通過構(gòu)建聚合物分子量分布優(yōu)化命題,實現(xiàn)了聚合物分子量分布的動態(tài)優(yōu)化求解,取得如下的成果:
　　 1.聚合物分子量分布恒溫反應(yīng)條件優(yōu)化

3、r>　　 恒溫反應(yīng)條件下,優(yōu)化變量為反應(yīng)溫度及反應(yīng)時間,對于給定的分子量分布曲線,需要保證優(yōu)化得到的分子量分布曲線與給定分子量分布曲線每個鏈長點的相對誤差均小于5％,本文采取選取分子量分布曲線中特定鏈長點聚合物濃度值作為約束,利用特定點選取及控制約束上下限方法使得分子量分布在其余鏈長部份與給定曲線誤差在S％以內(nèi)。并以穩(wěn)態(tài)曲線與非穩(wěn)態(tài)曲線優(yōu)化為例,實現(xiàn)了恒溫反應(yīng)條件優(yōu)化。
　　 2.聚合物分子量分布變溫反應(yīng)條件優(yōu)化