Kopolimerlede Benzetim Çalışması

Abstract

ACOMP (polimerizasyonun otomatik ve sürekli olarak bilgisayarla izlenmesi) tekniğinde, monomer ve polimer derişimleri sistemin iki bağımsız özelliğinin izlenmesiyle elde edilir. Burada kopolimerizasyon sistemlerinde, bu tür sürekli izleme verilerini kullanarak monomer reaktiflik oranlarının hesaplanmasında yeni bir değişkenlerde hata yöntemleri (EVM) geliştirildi. Ölçümlerden ve aletlerin kalibrasyonundan belirlenen monomer ve polimer derişimlerindeki hatalar göz önüne alınarak reaktiflik oranlarının ve bu oranlara karşılık gelen değerlerinin elde edilişi gösterildi. Kapalı son öncesi etkinin (implicit penultimate effect, IPE) gözlendiği kopolimerizasyon sistemlerinde, kopolimer komposizyonundan belirlenen ve monomer reaktiflik oranlarına ek olarak, ve radikal reaktiflik oranları da reaksiyon kinetiğine etki etmektedir. Çalışmada ayrıca IPE sistemlerinde, aynı deneysel verileri kullanarak radikal reaktiflik oranlarını bulmak için ayrı bir EVM geliştirildi. Bu çalışmada geliştirilen kuramsal model, sodyum stiren sülfonat ve akrilamidin sudaki kopolimerizasyonunun sürekli izlenmesiyle elde edilen verilere uygulandı. Veriler geliştirilen değişkenlerde hata yöntemiyle analiz edilerek monomer ve radikal reaktiflik oranları hesaplandı. İncelenen tepkimedeki komposizyon verisinin son-birim modeline (terminal model) uyduğu, ancak reaksiyon kinetiğinin güçlü bir IPE sergilediği gözlendi. Kopolimer kompozisyonunun evrimi üzerine reaktiflik oranların etkileri incelendi. Ayrıca kompozisyonun reaksiyon süresince evriliyor olmasının oluşan kopolimerik malzemenin fiziksel özelliklerine etkisi tartışıldı.

In the ACOMP (automatic, continuous, on-line monitoring of polymerization) technique, monomer and polymer concentrations are measured by the monitoring of two independent properties of the system. Here a new error-in-variables method (EVM) was developed to estimate the monomer reactivity ratios in copolymerization systems. The reactivity ratios and the corresponding values are found by taking into account errors in the monomer and polymer concentrations determined from measurements and from calibration of the instruments. All the error sources are taken into account and their effects are reflected in determining the confidence intervals of the reactivity ratios by the usual error propagation technique. In copolymerization systems with implicit penultimate effect (IPE), there are two radical reactivity ratios, and , which influence the reaction kinetics in addition to the monomer reactivity ratios, and , which govern the copolymer composition. The theoretical models developed in this study are applied to data on the copolymerization of sodium styrene sulfonate and acrylamide in saline solution and in water. Data are analyzed by an error in variables method (EVM) developed for obtaining the reactivity ratios by on-line monitoring. It is seen that the terminal model fits the composition data, however the reaction kinetics show significant IPE. The effect of reactivity ratios on evolution of copolymer composition are examined. Also, the effect of evolution of composition during reaction on the physical properties of copolymeric material is discussed.