Розробка та дослідження комп’ютерної моделі розподілу складу продуктів рівноважної конденсаційної теломеризації
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.161858Ключові слова:
рівноважна конденсаційна теломеризації, нелінійні алгебраїчні рівняння, комп'ютерне моделювання, склад олігомерівАнотація
На основі механізму перебігу поліконденсації складена схема реакції рівноважної конденсаційної теломеризації, як поліконденсаційного процесу з обривом ланцюга монофункціональним телогеном. Виходячи з цієї схеми складені рівняння матеріального балансу за структурними елементами, що містять нескінченну кількість членів. При виконанні принципу Флорі про однакову реакційну здатність кінцевих груп нескінченні суми являють собою геометричні прогресії з однаковим знаменником. Це дозволяє згорнути модель процесу в замкнуту систему з чотирьох нелінійних алгебраїчних рівнянь.
В результаті досліджень властивостей моделі шляхом математичного аналізу і комп'ютерних експериментів встановлено наступне:
– розподіл продуктів теломеризації представляє суперпозицію геометричних розподілів базових структурних компонентів з одним і тим же знаменником прогресії, але різними величинами вихідних концентрацій. Розподіл Флорі для гомополіконденсаціі можна розглядати, як окремий випадок цього розподілу;
– система рівнянь моделі може мати до 4 дійсних коренів. При одиничному рішенні системи при випадковому виборі початкового наближення в ~74 % випадків виходить помилковий позитивний корінь. Для перевірки істинності кореня розроблений критерій на основі величини знаменника збіжної геометричної прогресії, запропонована процедура комп'ютерного рішення системи, що дозволяє знайти істинний корінь;
– на моделі виявлені закономірності впливу концентрації реагентів на склад рівноважної суміші при сталості концентрації побічного низькомолекулярного продукту конденсації. Показано, що при прагненні цієї концентрації до нуля склад перестає залежати від значень констант рівноваги.
Розроблена модель дозволяє розраховувати склад рівноважної суміші олігомерів в залежності від співвідношення концентрацій мономерів, телогена і низькомолекулярного продукту конденсації. Це робить її корисною на практиці для попередньої чисельної оцінки складу рівноважних сумішей олігомерів при плануванні синтезів методом конденсаційної теломеризації
Посилання
- Berlin, A. A., Korolev, G. V., Kefeli, T. Ya., Sivergin, Yu. M. (1983). Akrilovye oligomery i materialy na ih osnove. Moscow: Himiya, 232.
- Barshteyn, R. S., Kirillovich, V. I., Nosovskiy, Yu. E. (1982). Plastifikatory dlya polimerov. Moscow: Himiya, 200.
- Vancoillie, G., Frank, D., Hoogenboom, R. (2014). Thermoresponsive poly (oligo ethylene glycol acrylates). Progress in Polymer Science, 39 (6), 1074–1095. doi: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2014.02.005
- Hu, Z., Cai, T., Chi, C. (2010). Thermoresponsive oligo (ethylene glycol)-methacrylate- based polymers and microgels. Soft Matter, 6 (10), 2115. doi: https://doi.org/10.1039/b921150k
- Lutz, J.-F. (2008). Polymerization of oligo (ethylene glycol) (meth) acrylates: Toward new generations of smart biocompatible materials. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 46 (11), 3459–3470. doi: https://doi.org/10.1002/pola.22706
- Bawa, P., Pillay, V., Choonara, Y. E., du Toit, L. C. (2009). Stimuli-responsive polymers and their applications in drug delivery. Biomedical Materials, 4 (2), 022001. doi: https://doi.org/10.1088/1748-6041/4/2/022001
- Wei, M., Gao, Y., Li, X., Serpe, M. J. (2017). Stimuli-responsive polymers and their applications. Polymer Chemistry, 8 (1), 127–143. doi: https://doi.org/10.1039/c6py01585a
- Wutz, C., Kricheldorf, H. R. (2012). Molecular Weight Distribution of Linear Chains in Step-Growth Polymerization Under the Influence of Cyclization Reactions. Macromolecular Theory and Simulations, 21 (4), 266–271. doi: https://doi.org/10.1002/mats.201100084
- Kricheldorf, H. R., Weidner, S. M., Scheliga, F. (2017). Cyclization and Dispersity of Polyesters. Macromolecular Symposia, 375 (1), 1600169. doi: https://doi.org/10.1002/masy.201600169
- Mizerovskii, L. N., Padokhin, V. A. (2013). Molecular-weight distribution of linear polycondensation polymers. Flory theory. Fibre Chemistry, 44 (6), 337–355. doi: https://doi.org/10.1007/s10692-013-9458-4
- Mizerovskii, L. N. (2013). Flory theory applied to polycondensation polymers with a finite number of fractions. Fibre Chemistry, 45 (1), 9–16. doi: https://doi.org/10.1007/s10692-013-9472-6
- Kondratov, S. A., Oleynik, V. V. (2012). Ob osobennostyah uravneniy zakona deystvuyushchih mass dlya ravnovesnoy polikondensacii. Voprosy himii i himicheskoy tekhnologii, 1, 51–58.
- Szymanski, R. (2013). The Molar Mass Distribution of Polymers in Step-Growth Polymerization is Influenced by Cyclization Reactions. The Simplified Case of Irreversible Reactions with Cyclizations is Independent of the Ring Size. Macromolecular Theory and Simulations, 22 (6), 335–343. doi: https://doi.org/10.1002/mats.201300102
- Kéki, S., Zsuga, M., Kuki, Á. (2013). Theoretical Size Distribution in Linear Step-Growth Polymerization for a Small Number of Reacting Species. The Journal of Physical Chemistry B, 117 (15), 4151–4155. doi: https://doi.org/10.1021/jp401238m
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Serhei Kondratov, Yuliia Yevtushenko, Julia Kravchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
