UvodOd sedamdesetih godina 20. stoljeća, kada se polimerno reakcijsko inženjerstvo počelo razvijati kao znanstvena disciplina, i matematičko modeliranje polimerizacijskih reaktora postalo je vrlo detaljno i opsežno.1,2 Za razvoj prikladnog matematičkog modela nužno je poznavanje kinetike i reakcijskog mehanizma kojim se odvija proces polimerizacije, zatim konfiguracije polimernog reaktora i radnih uvjeta kako bi se predvidio njihov utjecaj na građu sintetiziranih makromolekula (na primjer, raspodjelu molekulskih masa, stupanj cijepljenja i drugo) kao i morfologiju polimernog proizvoda (na primjer, raspodjelu veličine čestica, poroznost i drugo). Kod polimerizacijskih procesa kvaliteta proizvoda vrlo je kompleksno pitanje jer o strukturnim i morfološkim karakteristikama polimera ovise njihova fizikalna, kemijska, toplinska, reološka i mehanička svojstva, pa tako i krajnja primjena. U današnje vrijeme računalni programi za simulaciju (engl. Computer-Aided Design, CAD) rada polimerizacijskih reaktora smatraju se jednim od vrlo uspješnih alata koji znatno pridonose razvoju procesnih tehnologija kao i proizvodnji polimera.
2,3To uključuje projektiranje procesa, optimizaciju, procjenu parametara stanja i vođenje procesa. Stabilnost i vođenje rada polimerizacijskih reaktora mogu se preliminarno ispitati i provjeriti prije izgradnje postrojenja upotrebom dinamičkih reaktorskih modela. Takvi modeli mogu identificirati potencijalne izvore koji uzrokuju varijacije u kvaliteti proizvoda te ih svesti na najmanju mjeru, a bitni su i za razvoj odgovarajuće računalne podrške pri vođenju takvih procesa.4-7 Najznačajniju ulogu u razvoju polimerizacijskih procesa i proizvoda imaju procesni inženjeri jer njihovo dugogodišnje iskustvo i znanje o procesu kao i o modeliranju i programiranju znatno pridonosi stvaranju visokokvalitetnih proizvoda. Do danas je razvijeno nekoliko komercijalnih programskih paketa za simuliranje raznih polimerizacijskih procesa, a prvi takav bio je POLYRED, razvijen na sveučilištu Wisconsin. Prema mehanizmu rasta lanca i kinetici, reakcije polimerizacije razvrstavaju se u dvije velike skupine: stupnjevite ili postupne te lančane, koje se mogu odvijati radikalskim, ionskim i koordinativnim mehanizmom. Procesi lančanih radikalskih polimerizacija temeljni su i najviše upotrebljavani tehnološki postupci dobivanja polimernih materijala, a odvijaju se klasičnim mehanizamom radikalskih lančanih reakcija u kojemu su zastupljena najmanje tri stupnja elementarnih reakcija: inicijacija, propagacija i terminacija. Radikalskim mehanizmom polimerizira najveći broj vinilnih, dienskih, akrilatnih i metakrilatnih monomera stvarajući odgovarajuće homopolimere i velik broj kopolimera. Sažetak Provedena je dinamička simulacija rada šaržnog polimerizacijskog reaktora za proces homopolimerizacije stirena u otopini ksilena iniciranog uz monofunkcijski i difunkcijski peroksidni inicijator. Monofunkcijski inicijator ima široku industrijsku primjenu, dok je difunkcijski u preliminarnim istraživanjima pokazao određene prednosti kao š...