2024.9.14
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高分子化学 > ポリマー中のモノマーのシーケンス（並び方) > > Alfrey-Price Qe 値> Qe値の決定法
[1. 概要]
共重合性比r1, r2を得るためには、仕込み濃度や重合度が異なる数点の重合実験を行う。濃度が変わらないと見なせる、ごく重合初期で反応を止め、NMRや元素分析などでポリマー中の存在比率のデータをとる。mayo-lewis法やFineman-Ross法を使いr1, r2を決定する。こうして得られたr1, r2が重合シミュレーションに適しているわけではない。濃度の影響、温度の影響、重合方法の影響を受けた値である。共重合シミュレーションは現実的な濃度までシミュレーションを行いたい。その時には重合が進むにつれ残りのモノマーの濃度は変化していく。そこで実際のポリマーは重合初期から後期にかけてモノマー組成も分子量も変化していく。観測できるのはそのオーバーオールの分析値になる。そのオーバーオールのポリマー構造を再現するようにQe値を定めたいというニーズがある。ラジカル重合する全てのモノマーで使える理論を作りたいのではない。自社が使いたいモノマー群だけで精度が高ければ良い。
[2. POSEIDONを使ったQe値の決定法]
ラジカル重合シミュレータPOSEIDON(POlymer SEquence IDentified ON) [*1]を使うとモノマーのQe値を用いて重合のシミュレーションを行うことができる。実験データがある場合、片方のモノマーのQe値が既知であれば、他方のQe値を決定することができる。仕込み濃度や重合度が異なる数点のデータ（NMR, 元素分析などでポリマー中の存在比率のデータ）が有れば良い。特にハロゲン系のモノマーと炭化水素系のモノマーの組み合わせでは、各々のQe値がDBにあったとしても決定し直した方が良い。
使い方をデモ・プログラム[2.1. Poseidon QeDet Demo プログラム]で示す。値やボタンは操作できるが実際の計算は行わない。計算が終わった後の出力例がテキストエリアに埋め込まれている。全てを選択し、コピー、メモ帳などにペーストして結果を見る。
[2.1. Poseidon QeDet Demo プログラム]
[2.2 操作方法]
使いたいモノマーペアのうち片方のQe値は既知であるのが前提である。そのQe値をMonomer1に入力する。次に重合の時の初期濃度を入力する。重合度と実測のmonomer1の導入量を入力する。最低限２系を入れないと精度がでない。DB[*2]の値、モノマー構造からの推算[*3]から値が得られる場合には、monomer2の初期値(initial guess)のQe値に入力する。Searchボタンを押す。
[2.3 結果]
initial Guess を使った時の
Total error= 226.14 2.22 6.17 19.28 トータルの%エラー ポリマー中のモノマー１3つ
GA法で20世代計算
iter= 1 Q= 0.24 e= -1.07 total error= 18.87
iter= 2 Q= 0.15 e= -0.97 total error= 18.7
iter= 20 Q= 0.22 e= -1.07 total error= 17.43
All the list GA法の全リスト
Q= 0.22 e= -1.07 total error= 17.79
Q= 0.22 e= -1.07 total error= 17.64
Final Result 最終的な結果
Q= 0.22 e= -1.07 Total error= 17.43
in Polymer= 24 Calc= 23.87
in Polymer= 33 Calc= 35.78
in Polymer= 42 Calc= 45.75
このようにQe値を定めると、実験値としてはトータルの導入量しかわからないが、計算上はA-A, A-B, B-Bのダイアッドの量までわかるようになる。
自社のシステムに最適化されたPOSEIDONに進化していく。
[3. 図表]
[4. pirika.comのリンク]
*1: シーケンス解析ソフトPOSEIDON
*2: Qe 値のDB化と推算
*3: Qe推算Webアプリ
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