聚合反應(yīng)過(guò)程分子量分布大規(guī)模動(dòng)態(tài)優(yōu)化研究.pdf

1、聚合物是由一種或幾種結(jié)構(gòu)單元通過(guò)共價(jià)鍵連接起來(lái)的分子量很高的化合物。聚合物分子量分布決定了聚合物的加工性能及使用性能。如何通過(guò)優(yōu)化反應(yīng)條件以生成具有特定分子量分布的聚合物具有非常重要的研究意義。
　　 本文以改進(jìn)的Stickler-Panke-Hamielec模型基礎(chǔ)上建立的PMMA動(dòng)態(tài)自由基聚合反應(yīng)模型為例,研究聚合反應(yīng)過(guò)程分子量分布的大規(guī)模動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法。通過(guò)模型分析,將模型解耦為小規(guī)模自由基聚合反應(yīng)模型與大規(guī)模自由基聚合反應(yīng)

2、模型,利用數(shù)值算法求解得到分子量分布曲線(xiàn)。在自由基聚合模型分子量分布計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上,探討聚合物分子量分布反應(yīng)條件動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題求解,通過(guò)溫度曲線(xiàn)離散化方法,調(diào)用自由基聚合模型計(jì)算得到分子量分布信息,可將動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題,并利用序列二次規(guī)劃算法SNOPT進(jìn)行求解。
　　 本文通過(guò)構(gòu)建聚合物分子量分布優(yōu)化命題,實(shí)現(xiàn)了聚合物分子量分布的動(dòng)態(tài)優(yōu)化求解,取得如下的成果:
　　 1.聚合物分子量分布恒溫反應(yīng)條件優(yōu)化

3、r>　　 恒溫反應(yīng)條件下,優(yōu)化變量為反應(yīng)溫度及反應(yīng)時(shí)間,對(duì)于給定的分子量分布曲線(xiàn),需要保證優(yōu)化得到的分子量分布曲線(xiàn)與給定分子量分布曲線(xiàn)每個(gè)鏈長(zhǎng)點(diǎn)的相對(duì)誤差均小于5％,本文采取選取分子量分布曲線(xiàn)中特定鏈長(zhǎng)點(diǎn)聚合物濃度值作為約束,利用特定點(diǎn)選取及控制約束上下限方法使得分子量分布在其余鏈長(zhǎng)部份與給定曲線(xiàn)誤差在S％以?xún)?nèi)。并以穩(wěn)態(tài)曲線(xiàn)與非穩(wěn)態(tài)曲線(xiàn)優(yōu)化為例,實(shí)現(xiàn)了恒溫反應(yīng)條件優(yōu)化。
　　 2.聚合物分子量分布變溫反應(yīng)條件優(yōu)化