[发明专利]一种四氟乙烯与六氟丙烯共聚反应的数学建模方法

权利要求书

1.一种四氟乙烯与六氟丙烯共聚反应的数学建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)提出模型假设；

(2)根据四氟乙烯与六氟丙烯间歇聚合的反应机理，建立共聚基元反应网络；

(3)根据共聚基元反应网络，建立半连续聚合动力学模型，所述半连续聚合动力学模型包括矩方程，摩尔质量平衡微分方程和体积方程，所述矩方程包括自由基链和死聚合物链的矩方程：

自由基链：

死聚合物链：

其中，

r为链长，

Y_i,j为末端单元为j的聚合物自由基链的i次矩，

是链长为r，末端单元为j的聚合物自由基链，

Q_i为死聚合物链的i次矩，

D_r为链长为r的死聚合物链；

(4)在半连续聚合动力学模型中添加模型参数，模型建立完毕。

2.根据权利要求1所述一种四氟乙烯与六氟丙烯共聚反应的数学建模方法，其特征在于：

所述模型假设包括：

1)末端假设及等活性假设：只考虑链增长自由基的末端单元对自由基活性的影响，链长对自由基活性无影响，也即不同链长的自由基链增长速率常数相同；

2)由于气-液相平衡、液-固相平衡试验很难取样，分析误差也会很大，两相反应动力学模型涉及两相的反应速率常数，以目前的动力学试验和分析条件无法测得两相的反应情况，因此假设将共聚反应的主要场所——液、固两相——作为一个整体考虑，采用表观速率常数来简化动力学模型，减少未知参数数量；由于聚合反应主要在聚合物相中进行，通常这种用表观速率常数代替的方法在工程上是合适的；

3)气-液相之间，相与相之间始终处于平衡状态；

4)反应过程绝热。

3.根据权利要求1所述一种四氟乙烯与六氟丙烯共聚反应的数学建模方法，其特征在于：所述基元反应网络包括如下共聚基元反应：1个引发剂分解反应，2个初级自由基增长反应，2个链转移反应，2个链转移剂自由基增长反应，4个链增长反应，3个偶合终止反应，3个歧化终止反应和2个链转移剂自由基的终止反应。

4.根据权利要求3所述一种四氟乙烯与六氟丙烯共聚反应的数学建模方法，其特征在于：

所述共聚基元反应方程式如下：

引发剂分解：

初级自由基增长(×2)：

链转移(×2)：

链转移剂自由基增长(×2)：

链增长(×4)：

偶合终止(×3)：

歧化终止(×3)：

与链转移剂自由基的终止(×2)：

其中，

下标r为链长，

下标j,k为单体类型，

I为引发剂，

f为引发剂的引发效率，

k_d为引发剂的分解速率常数，

I^·为由引发剂引发得到的初级自由基，

k_p,ij为初级自由基与单体j的反应增长，

为链长为r，末端单元为j的聚合物自由基链，

D_r为链长为r的死聚合物链，

T为链转移剂，

T^·为链转移剂自由基，

k_p,jk为末端单元为j的自由基与单体k的反应增长速率常数，

k_tc,jk为末端单元分别为j、k的自由基的偶合终止速率常数，

k_td,jk为末端单元分别为j、k的自由基的歧化终止速率常数，

k_t,fj为末端单元为j的自由基与链转移剂自由基的终止速率常数。