高分子合成與性能預測的計算機模擬.pdf

1、隨著計算機技術的飛速發(fā)展,計算機與高分子科學之間的相互滲透已經成為高分子研究的又一亮點.計算機模擬既可預測分子結構行為和宏觀物質性質,又可深化研究結果,提高工作效率.本文主要從四個方面研究了計算機在高分子科學上的應用,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:利用計算機,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)和動態(tài)搜索法測算共聚體系競聚率,其中TM法和動態(tài)搜索法

2、獲得比較精確的競聚率結果.由競聚率的數(shù)據(jù),還給出共聚物組成曲線.利用計算機,通過共聚積分方程,描繪出共聚反應體系隨著聚合轉化率的變化,單體組成、共聚體瞬時組成和共聚體平均組成的關系曲線.此外,還對共聚物鏈段分布和鏈節(jié)分布情況進行了模擬,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構的產生情況.模擬結果表明,過高的轉化率必然導致形成更多的缺陷結構,使樹脂品質下降.建議PVC生產廠家,氯乙烯的轉化率以不超

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力學.先用三次樣條函數(shù)對熱失重數(shù)據(jù)進行了插值和微分,再通過二元回歸求出了它的熱分解動力學參數(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.通過熱分解動力學參數(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系,給出熱分解速率的峰值,對實際應用有指導意義.第四方面:基團貢獻法為高分子新產品的開發(fā)研究提供了較好的輔助手段.利用高

4、級編程語言Visual Basic語言編寫的計算機軟件,界面可視友好,使用方便,運算快速.此方法尤其適用于無定型聚合物,而對分子間具有較強作用力的聚合物,預測的誤差較大.此外,由于該法僅提供了33種結構單元的有關參數(shù),難以組合復雜結構的高分子,在使用范圍上受到一定限制.第五方面:利用關聯(lián)指數(shù)法對聚合物某些性能進行了預測,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)及玻璃化轉變溫度等.本文在大量預測聚合物性能基礎上,把