مدلسازی تعادل بخار-مایع محلولهای پلیمر-حلال با استفاده از معادلات حالت

ترمودینامیک سیستم های پلیمری نقش اساسی در صنایع پلیمری ایفا می کند و غالبأ یک عامل کلیدی در تولید، پردازش و توسعه ی مواد پلیمری به ویژه در طراحی پلیمرهای پیشرفته به شمار می رود. به همین دلیل، مدل سازی تعادل فازی سیستم های پلیمری برای محصولات و فرآیندهای صنعتی گوناگون مهم است. دانش رفتار فازی محلول های پلیمر-حلال برای طراحی منطقی فرآیندهایی از قبیل بازیافت و جداسازی بخارات آلی با استفاده از غشاهای پلیمری، تولید رنگ ها و پوشش ها، إشباع سازی پلیمرها، کپسول گذاری مواد دارویی در پلیمرهای زیست تخریب پذیر، بسیار لازم است. رفتار فازی سیستم های پلیمر-حلال در سنتز پلیمرها نیز مهم است، چون پلیمرها در محلول ها و یا به وسیله آن ها تولید می شوند. در این پایان نامه، پیش بینی تعادل بخار-مایع محلول های پلیمری با استفاده از دو معادله حالت مکعبی پنگ رابینسون و إس آر کی و هر کدام نیز به طور مجزا با چهار قانون اختلاط به نام های: قانون اختلاط تک سیاله واندوالس با یک پارامتر تنظیم پذیر، قانون اختلاط تک سیاله واندوالس با دو پارامتر تنظیم پذیر، قانون اختلاط وانگ-ساندلر به همراه مدل فلوری-هاگینز و نهایتأ قانون اختلاط ژانگ-ماسوکا، برای 9 پلیمر از قبیل: پلی اتیلن دانسیته سبک ، پلی ایزوبوتیلن، پلی استایرن، پلی دای متیل سیلوکسان، پلی اتیلن گلایکول، پلی وینیل استات، پلی اتیلن اکساید، پلی پروپیلن اکساید و پلی پروپیلن گلایکول؛ همراه با 17 حلال متداول صورت پذیرفته است. درکل، مدل سازی، بهینه سازی و مقایسه برای 44 سیستم پلیمر-حلال با وزن مولکولی های مختلف در محدوده ی گسترده ای از درجه حرارت محلول، برای 769 نقطه ی داده های آزمایشگاهی انجام شد. نتایج مربوط به تعادل بخار-مایع، بهینه سازی پارامترهای قابل تنظیم و محاسبات فشار نقطه حباب حاصل از این مدل ها ارائه و مقایسه شدند. نتایج درصد انحراف میانگین مطلق(%aad) هر مدل همراه با قانون اختلاط مربوطه برای هر 44 سیستم ارائه و مقایسه شدند. مشاهده شد که با تغییر معادله حالت مکعبی، خطای محاسباتی نیز برای هر قانون اختلاط در هر سیستم تغییر خواهد نمود. نتایج بسیار رضایت بخشی با هر 8مدل بهینه شده در همه سیستم ها مشاهده شد. در این پژوهش مشخص شد که مدل بهینه شده معادله حالت پنگ رابینسون همراه با قانون اختلاط تک سیاله واندوالس با دو پارامتر تنظیم پذیر، دارای کمترین خطا نسبت به 7مدل دیگر بود.