一种以机制为基础的反应扩散模型,用于加速发现由olefin转基因形成的热固性树脂
Donald Bistri1,2, Ignacio Arretche2, Jacob J Lessard2,3
1Department of Aerospace Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801, United States.
一个基于环开放转化聚合 (ROMP) 机制的新模型准确地预测了前环开放转化聚合 (FROMP) 行为. 这种方法可以更快地发现具有增强性能的新热聚合物.
科学领域:
- 聚合物化学
- 材料科学
- 化学工程
背景情况:
- 前环开放转化聚合 (FROMP) 提供了快速,高能效的耐热聚合物和复合材料制造.
- 现有的FROMP模型使用现象动力学,限制了热化学过程和树脂配方变化的准确预测.
研究的目的:
- 在已建立的环开放转化聚合 (ROMP) 机制基础上开发FROMP的化学意义模型.
- 在FROMP的非理想条件下 (高温,梯度,纯单体) 验证ROMP机制的适用性.
- 能够加速发现具有改进性质的新型耐热树脂配方.
主要方法:
- 根据已建立的ROMP机制制定基于机制的模型.
- 广泛的模拟可以预测各种树脂组合的FROMP行为.
- 使用单个实验数据点进行预测的半反向工作流程的开发.
主要成果:
- 基于机制的模型准确地预测了各种树脂组成的FROMP行为,包括聚合前端速度和最大温度 (Tmax).
- 该模型的预测与实验观测一致,验证了ROMP机制在FROMP条件下的适用性.
- 半反向工作流显示出从最小的实验输入有效的预测能力.
结论:
- 开发的具有化学意义的模型为FROMP过程提供了准确的预测.
- 物理化学参数可以从DFT计算和最小实验中得出,从而便于快速选新的FROMP化学物质.
- 这项工作为加速发现具有优异热化学性能的聚合物铺平了道路.
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