Моделирование систем контроля и управления показателями качества в процессах растворного синтеза диенов

• Автор: Хвостов, Анатолий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 256 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Литературный обзор

1.1 Описание процесса полимеризации

1.2 Анализ математических моделей промышленных реакторов полимеризации

1.2.1 Постановка задачи моделирования

1.2.2 Структурная идентификация

1.2.3 Параметрическая идентификация

1.3 Контроль качественных показателей синтетических каучуков

1.3.1 Анализ методов контроля качественных показателей полимеров

1.3.2 Влияние молекулярных параметров на вязкостные свойства
1.3.3 Связь молекулярных характеристик с реологическими параметрами растворов
1.3.4 Определение эффективной вязкости полимера по перепаду давлений
1.3.5 Взаимосвязь вязкостных характеристик растворов полимеров и мощности, затрачиваемой на перемешивание
1.3.6 Определение разветвлённости каучука СКД
1.3.7 Влияние молекулярных характеристик на физико-механические и технологические свойства полимеров
1.4 Управление процессом полимеризации
1.5 Выводы и постановка задач работы
2. Моделирование процесса непрерывной полимеризации бутадиена на катализаторах Циглера-Натта

2.1 Структурная идентификация математической модели процесса непрерывной полимеризации бутадиена
2.2 Экспериментальное исследование
2.3 Параметрическая идентификация математической модели процесса непрерывной полимеризации бутадиена
2.4 Выводы
3. Моделирование вязкостных свойств растворов полибутадиена
3.1 Экспериментальное исследование
3.1.1 Подготовка образцов
3.1.2 Гель-хроматографический анализ
3.1.3 Определение фактора разветвлённое™
3.2 Анализ адекватности моделей вязкостных свойств растворов полибутадиена
3.3 Синтез модели вязкостных свойств растворов полибутадиена
3.3.1 Влияние концентрации полимера на величину максимальной ньютоновской вязкости
3.3.2 Влияние температуры исследуемой среды на величину максимальной ньютоновской вязкости
3.3.3 Влияние концентрации полимера в растворе на величину индекса течения раствора полимера
3.3.4 Структурная и параметрическая идентификация математической модели максимальной ньютоновской вязкости
3.3.5 Структурная и параметрическая идентификация математической модели эффективной вязкости раствора полибутадиена
3.3.6 Анализ полученных результатов
3.4 Зависимость пласто-эластических свойств от параметров молекулярно-массового распределения

3.4.1 Исследование зависимости вязкости по Муни полибутадиена от параметров ММР
3.5 Выводы
4. Разработка системы контроля качественных показателей полимера и конверсии мономера
4.1 Контроль конверсии мономера в реакторе полимеризации бутадиена по температуре реакционной смеси
4.2 Разработка системы контроля качественных показателей полибутадиена без учёта фактора разветвлённое™
4.2.1 Теоретическое обоснование возможности контроля молекулярных параметров полимера по реологическим характеристикам раствора
4.2.2 Разработка способов контроля качественных показателей полибутадиена без учёта фактора разветвлённое™
4.3 Разработка системы контроля качественных показателей полибутадиена с учётом фактора разветвлённое™
4.3.1 Теоретическое обоснование возможности контроля молекулярных параметров полимера по реологическим характеристикам с учётом фактора разветвлённости
4.3.2 Разработка способа контроля качественных показателей полибутадиена с учётом фактора разветвлённости
4.4 Выводы
5. Разработка системы управления качественными показателями в процессе
растворной полимеризации бутадиена
5.1 Экспертный опрос
5.1.1 Область определения лингвистических переменных
5.1.2 Построение функций принадлежности по результатам экспертного опроса

двух усреднений по ММ. В работах [103] для связи максимальной ньютоновской вязкости с молекулярными характеристиками использовано соотношение:
т|0 = {Aw-Mw + Ао — [Дн/Ми]”1)'Д (1.23)
где Aw,Ao,An,a —- const.
Для расчёта начальной вязкости авторы [14] использовали уравнение
вида:
n0 = кр [Gw Mw f(M IMn)f, (1.24)
где параметр Gw характеризует степень разветвлённости (для линейных полимеров он равен 1), кр, 0 — константы, а функция
f(M/Mw)=ехрКп (М w/Mn-1).
Подобные корреляции между максимальной ньютоновской вязкостью и ММР справедливы, однако не позволяют получить общую для большого числа полимерных систем закономерность и имеют узко определённый диапазон применения.
ММР оказывает огромное влияние на вязкость, более того, характер неньютоновского течения у высокомолекулярных полимеров определяется их полидисперсностью [19].
До последнего времени попытки установить связь между зависимостью Т](у)и функцией ММР основывались на использовании рассчитываемой зависимости т|(М) от ММ для монодисперсных полимеров. В этой зависимости время релаксации выражается через ММ. Затем полагают, что зависимость г|(у) для полидисперсного полимера определяется суммированием вклада всех фракций, каждая из которых влияет пропорционально W(M)dM. Этот подход был использован, например, в работе [57], в которой получили соотношение: