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Keywords:

  • living radical polymerisation;
  • Monte Carlo simulation;
  • epoxide ring opening polymerisation;
  • polymer reaction engineering

Abstract

A stochastic model was developed to simulate the polymerisation kinetics and the detailed microstructure of the resulting polymers made by the living radical polymerisation of styrene initiated by epoxide radical ring opening. The model was used to predict monomer conversion, average molecular weight, polydispersity index, and molecular weight distribution as a function of polymerisation time. Simulations were used to explore the effects of rate constant values on chain microstructures and polymer properties and validated with experimental data published in the literature. It was found that some parameters, such as the exchange rate constant, have no significant effect on the polymerisation kinetics, whereas major effects were observed when other rate constants, such as the reduction rate constant, were changed.

Un modèle stochastique a été créé pour simuler la cinétique de polymérisation et la microstructure détaillée des polymères qui en résultent produite par la polymérisation radicalaire vivante du styrène initiée par une ouverture du cycle époxyde. Le modèle a été utilisé pour prédire la conversion des monomères, le poids moléculaire moyen, l'indice de polydispersité et la distribution du poids moléculaire comme fonction de temps de polymérisation. Des simulations ont été utilisées pour explorer les effets des valeurs de constante de vitesse sur les microstructures de chaîne et les propriétés des polymères et validées avec les données expérimentales publiées dans la littérature. On a découvert que certains paramètres, comme la constante de vitesse d'échange, n'ont pas d'effets considérables sur la cinétique de polymérisation, tandis que des effets importants ont été observés lorsque d'autres constantes de vitesse, comme la constante de vitesse de réduction, étaient modifiées.