重合反応における分子量分布制御のための計算機援用制御システムの開発

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61470116
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高松 武一郎 京大, 工学部, 教授 (00025785)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大嶋 正裕 京都大学, 工学部, 助手 (60185254) ; 橋本 伊織 京都大学, 工学部, 助教授 (40026076)
• Keywords: スチレンラジカル重合 / 回分式重合反応系 / 分子量分布制御 / 反応温度制御 / 計算機援用制御システム / ゲル効果

Research Abstract

本年度の研究実績として、次の4点が挙げられる。
1.ゲル効果を考えた重合反応のモデル化
スチレン溶液重合反応において、スチレンモノマー転化率、重合物の平均重合度等の実験データよりゲル効果をも考えたスチレン重合反応のモデルを構築した。
2.分子量分布制御の為の方法論の確立
回分式スチレン重合反応系における最終重合物の分子量分布の平均値と分散値を制御する問題に対して、1.で得られた数式モデルをもとに最適な反応温度パターンを決定する方法論を明らかにした。この方法論は複雑な連立微分方程式の2点境界値問題を解く必要はなく、簡単な連立代数方程式を解けばよい利点を持つ。
3.反応温度制御の為の制御システムの開発
2.で述べた方法論で決定された反応温度方策を実現する為の制御システムを開発した。即ち、反応器内温度及びジャケット温度をデータロガーで計測し、そのデータをマイクロコンピュータに取り込み、反応温度を希望の温度と一致させる為に必要な冷却水流量を計算し冷却水ラインの弁を開かせるといった制御システムを開発した。この反応温度制御の為の計算機援用制御システムは、カスケード制御の構造を持っており、その為被制御量である反応温度の制御精度は大変高いものとなっている。
4.分子量分布制御の為の制御システムの開発
2で述べた方法論より決定した反応温度パターンを3.で述べた制御システムを用いて実現することにより、希望の分子量分布を持った重合物が得られることを実験的に確かめた。

Research Products

• [Publications] T.Takamatsu: I&EC Process Design and Development.
• [Publications] 高松武一郎: 第31回システムと制御研究発表講演会予稿集.
• [Publications] T.Takamatsu: Proceeding of IFAC 10th World Congress.