СИНТЕЗ НЕЙРО-НЕЧЕТКОЙ МОДЕЛИ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССОВ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

Аннотация

Рассматривается кинетическая схема процессов синтеза полимеров метилметакрилата и стирола методом радикальной полимеризации. Показано, что основное различие в приведенных кинетических схемах наблюдается в последнем этапе реакции и заключается в механизмах обрыва цепи полимера – рекомбинацией для полистирола и диспропорционированием для полиметилметакрилата. Приведены известные математические модели, описывающие кинетическую схему полимеризации метилметакрилата и стирола и отображающие зависимость степени превращения мономера в полимер от времени. Показано, что каждая из представленных моделей содержит большое количество эмпирических констант, размерности которых у разных исследователей отличаются на порядки, что значительно затрудняет использование этих моделей и зачастую приводит к путанице и неправильным результатам имитационного моделирования. Кроме того, некоторые из известных моделей не учитывают явление автоускорения процесса – гель-эффекта, присущего радикальной полимеризации стирола и, в большей степени, метилметакрилата. Таким образом, была обоснована необходимость разработки более простой по своей структуре адекватной математической модели рассматриваемых процессов на основании методов нейро-нечеткого моделирования. В качестве исходных данных при разработке нечеткой модели использовались результаты изучения скорости полимеризации метилметакрилата и стирола в лабораторном реакторе при разных начальных условиях. При помощи адаптивной нейро-нечеткой системы были получены первичные модели типа Такаги-Сугено, обработав которые, получили окончательную нечеткую модель. Точность полученной модели была проверена путем проведения сравнительного анализа результатов имитационного моделирования процесса при разных исходных данных и результатов, полученных на лабораторном реакторе. Показана хорошая сходимость данных и даны рекомендации по использованию модели.