Ultrases ile polimer kırılmasında macro-radikallerin oluşum ve kırılma reaksiyonlarının bilgisayar benzetimi

Abstract

Polimer zincirlerinin Ultrases kullanılarak kırılması çalışmaları 1930 lardan beri üzerinde çalışılan bir araştırma alanıdır.Günümüzde çevre bilincinin gelişmesi ve atık madde sorunu yüzünden bu alandaki çalişmalar daha büyük önem kazanmıştır. Literatürde bu konudaki modelleme çalışmaları genelde Ultrases ile polimer zincirlerinin kırılması esnasında oluşan kimyasal reaksiyonlar sonucu ortaya çıkan makro-radikalleri göz ardı ederek polimer zincirlerinin kırılmasını konu almaktadır. Bu çalışmada ölü polimer zincirlerinin, radikallerin ve diradikallerin sayı konsantrasyonları her bir tür için tek tek hesaplanmıştır. Çalışmamızdaki ultrases ortamındaki kırılma reaksiyonları şunlardır: * * P(n + m) > R(n)+R(m) * *» * R(n + m) > D (n)+R(m) ** *» »* D (n + m) > D (n) + D (m) Ayrıca çalışmamızda radikal-radikal, radikal-diradikal ve diradikal-diradikal sonlarıma mekanizmalarıda göz önüne alınmıştır ve çalışmamızdaki bu sonlarıma reaksiyonlanda şu şekildedir.Orantısız sonlanma : R*(n)+R*(m) > P(n) + P(m) »* * ? D (n) + R (m) > R (n) + P(m) ** ** ? * D (n) + D (m > R (n) + R (m) Birleşme ile sonlanma : * * R(n)+R(m) > P(n + m) D (n) + R(m) ^ R(n + m) D (n) + D (m) ^ D (n + m) Çalışmamızda ultrases ile zincir kırılması Doulah modeli esas alınarak geliştirilmiştir. Bu modelde uzunlukları belli bir kritik uzunluktan daha büyük olan polimer zincirleri kırılmaktadır ve ayrıca polimer zincirlerinin kırılma olasılıkları polimer zincirlerinin uzunluklarına bağlıdır. Vll Çalışmamızda ölü polimerler, radikaller ve diradikaller için elde edilen üç ayrı diferansiyel denklem seti Runge-Kutta metodu ile çözülmüş ve sayı konsantrasyonları her üç tür içinde ayrı ayrı elde edilmiştir.

Ultrasonic scission of polymers is a field studied since 1930ies. Recent developments in environmental and biochemical applications have renewed interest in this area. Most of the modelling and simulation work involves only the scission process, neglecting the chemical reactions of the macro-radicals thus formed. In this work we trace the number concentration of dead polymers (P), radicals (R) and diradikals (D) of each length. Ultrasonic scission of the three species, * * P(n + m) > R(n)+R(m) * *» * R(n + m) > D (n)+R(m) **.* ** D (n + m) > D (n) + D (m) radikal-radikal, radikal-diradikal and diradikal-diradikal termination by both disproportination R*(n)+R*(m) > P(n) + P(m) ?* * * D (n) + R (m) > R (n) + P(m) »» *» » » D (n) + D (m > R (n) + R (m) and by combination * * R(n)+R(m) > P(n + m) »» * ^. * D (n) + R(m) ^ R(n + m) D (n) + D (m) ^ D (n + m) are taken into account The ultrasonic scission is simulated by Doulah' s model. In this model chains longer than a critical length are brakable, shorter chains are immune to scission. The scission probability of a chain of length " L " is proportional to its length. The termination reactions are first order in both participants. The differential equations for the number concentrations of. the three species of molecules of each length are solved numerically by the Runge-Kutta method.