在乳液聚合物中精确建模颗粒大小分布:在ab initio条件下进行模型验证的数值和实验研究
Porfirio López-Domínguez1, Enrique Saldívar-Guerra1, María Esther Trevino1
1Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), Saltillo 25294, Mexico.
Polymers
|November 25, 2023
概括
开发了一种新的乳液聚合 (EP) 颗粒大小分布 (PSD) 的确定性模型. 该研究不鼓励伪散装 (PB) 模型模拟广泛的PSD,并且发现在决定性EP模型中不需要随机术语.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 计算建模 计算建模
背景情况:
- 在乳液聚合 (EP) 中的粒子大小分布 (PSD) 建模面临着现有的伪散装 (PB) 和0-1/0-1-2模型的挑战.
- 实验PSD通常比理论预测更广泛,表明当前建模方法的局限性.
- 解决PSD演变的过度局部微分方程 (PDEs) 需要精确和强大的数值技术.
研究的目的:
- 开发和研究一个决定性的动力模型,用于初始EP PSD进化.
- 为了比较有限体积 (FV) 和加权余值方法来解决模型的PDE.
- 解决关于EP中模拟实验PSD的合适模型类型的争议.
主要方法:
- 开发了一种确定性运动模型,其中包含了细胞核和具有n≥0根子的粒子.
- 采用并比较有限体积 (FV) 和加权剩余数值方法来解决PDE系统.
- 使用实验数据验证了烯和甲基甲酸盐同聚合和共聚合的模型.
主要成果:
- 伪散装 (PB) 模型在充分表示带有的前线的PSD时表现出结构上的限制.
- 确定了有限体积 (FV) 方法的局限性.
- 没有一般化的证据支持添加随机术语来增强确定性EP模型的PSD预测.
结论:
- 伪散装 (PB) 模型不建议用于模拟乳液聚合物化中的广泛PSD.
- 确定性动力模型足以在EP中预测PSD,而无需普遍使用随机术语.
- 准确的数值方法对于EP中可靠的PSD演变建模至关重要.
