本文主要就二元自由基共聚合的非稳态假设、解聚效应、前末端效应等方面进行了Monte Carlo方法的计算机过程模拟,模拟和编写了相应的软件,可用于对一些聚合反应的预测;另外它比现有的理想模型(满足稳态假设、等活性理论、无前末端效应、不考虑解聚反应等)教学软件能模拟的反应更多一些,也可用于高分子化学关于自由基共聚合反应的教学,利用计算机模拟图形化显示,使微观的和抽象的化学过程更形象、直观,可提高学生学习兴趣和教学效果.本文主要取得如下成果:1.非稳态假设模拟 通过对非稳态假设的Monte Carlo模拟,得到:(1)产物的瞬时组成随所生成产物的聚合度的变化曲线的变化趋势与非稳态动力学模型的计算机模拟值:产物的瞬时组成对聚合度的变化曲线基本一致;(2)验证了稳态假设的正确性:只要反应时间充分长,由稳态假设所导出的结果能很好反映体系的最终性质,非稳态阶段的各种效应在最终产物的统计中就显得不那么重要了.(3)验证了自由基共聚合的非稳态理论:在低聚合度、低转化率时,链引发反应的影响表现较为突出,体系处于非稳态;对于生成产物聚合度较高时,能满足稳态假设.(4)由模拟所得到的产物的瞬时组成——聚合度曲线还可以看出:当产物的聚合度达到100~200左右时,模拟所得到的产物组成与稳态动力学方程的计算值基本一致,这比非稳态动力学模型的模拟值解更合理些.2.解聚效应的模拟 本模拟过程模拟了由多条链同时进行链增长,且二元自由基共聚合的4种链增长反应全系可逆反应的情况,由模拟所得的共聚物的瞬时组成值与实验值、Mayo-Lewis公式的计算值相比,模拟值与实验值符合得很好,另外,通过对模拟链的链节分布进行统计,其统计值与数量链段分布函数的计算值基本一致,说明模拟结果可靠;而Mayo-Lewis方程在建立时,由于没有考虑解聚反应的影响,则共聚物瞬时组成的计算值与实验值有一定偏差.我们对随机数种子值的选取也进行了研究,通过取不同随机数种子值进行模拟,由所得共聚物的瞬时组成值发现:模拟所选用的随机数种子值不同,模拟值会有所差别.3.前末端效应的模拟 本模拟过程模拟了由多条链同时进行链增长,考虑前末端效应的情况,由模拟实例可以看出:无论反应体系自由基的前末端效应显著或不显著,Monte Carlo方法模拟值都比Mayo-Lewis式计算值与实验值符合得更好些;链节分布的模拟值与实验值基本一致,而且优于文献报道的模拟值.说明本模拟过程模拟效果较好,模拟结果可靠.在此,我们对随机数种子值的选取也进行了研究,通过取不同随机数种子值进行模拟,由所得共聚物瞬时组成值来看基本同解聚效应的情况.本模拟过程也可随机输出一条模拟链,查看共聚物的瞬时组成——单体转化率变化曲线、共聚物的瞬时组成——单体组成变化曲线的情况.