差别

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--- adf:cosmors-polymer [2024/01/18 22:21] – [聚合物/平均分子量] liu.jun
+++ adf:cosmors-polymer [2024/01/19 09:27] (当前版本) – [聚合物相关流体热力学性质的计算] liu.jun
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-======聚合物相关流体热力学性质的计算======
+======聚合物相关的COSMO-RS流体热力学性质计算======
 COSMO-RS 计算聚合物的理论介绍参考：[[adf:cosmo-rsforpolymer]]
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 =====参数设置=====
 虽然上面介绍了各种导入化合物的方法，但接下来本教程中，选择使用聚合物数据库中的聚合物。
-====聚合物/平均分子量====
+====1.聚合物/平均分子量====
 由于相同类型的聚合物可以有多种长度，因此能够调节聚合物的平均分子量是非常重要的。Compounds → List of Added Compounds，选中要设置的这种聚合物，右侧勾选 Polymer，并设置平均分子量，例如下所示：
 {{ :adf:polymer_input_6.6.png?650 }}
 此外，普通化合物如果需要像聚合物一样处理，则也可选中“Polymer”如上图所示。重复单元的数量 = 平均分子量 ÷ 化合物的摩尔质量（假设化合物为单体），**如果没有输入，则使用默认值 10000 g/mol**。
-====密度====
+====2.密度====
 由于修改了聚合物的组合项（参考[[adf:cosmo-rsforpolymer]]），在涉及任何聚合物的计算中，每个物种都需要设置密度。在 ADFCRS 数据库中，许多聚合物已经设置了推荐密度值，该值是在标准温度和压力条件下，合理的数值（这些实验值来自聚合物数据库网站）。但对于许多聚合物来说，这些密度值可能对温度和溶剂非常敏感，这种情况下（或者没有给出推荐密度值的情况下），密度可以在化合物列表在中输入或修改：Compounds → List of Added Compounds，选中要设置的这种聚合物，右侧可以输入或修改：
 {{ :adf:polymer_input_6.7.png?650 }}
 **注意：**聚合物数据库中的许多聚合物已经具有给定的实验密度值。如果用户没有输入不同的密度值，该值将自动用于计算。
+=====聚合物性质计算范例=====
+聚合物可以像 COSMO-RS/-SAC 中的其他化合物一样，被当成一个组分去使用。如果系统中存在任何聚合物，则将额外计算一些特殊的性质。因为聚合物的计算和小分子计算过程没有什么差别，所以本教程只介绍少量的一些示例即可，其他性质计算参考 COSMO-RS 教程库：[[adf:cosmo-rs2020]]。为了简化实例，没有具体说明聚合物的分子量，因此将使用默认值10000 g/mol来计算聚合物相关的特殊性质，**用户具体计算的时候，应设置接近实际情况的分子量。**
+====1.活度系数计算====
+在这个计算中，我们估算了聚乙烯/苯混合物中的活度系数。因为涉及聚合物，因此我们需要聚乙烯和苯的密度。数据库给出了聚乙烯的密度推荐值0.852，因此我们可以使用该值。对于苯，我们将其添加到化合物列表之后，选中它，输入密度 0.876。然后 Properties → Activity Coefficients，选择2components系统，然后分别选中聚乙烯和苯，选择质量比，并分别设置为0.5、0.5，然后点击 Run 按钮，立即得到如下图所示结果：
+{{ :adf:polymers_activity_coef.png?850 }}
+显示了摩尔比活度系数以及非标准性质，包括质量比活度系数、体积比活度系数，以及Flory-Huggins χ值。
+====2.混合物蒸汽压====
+我们将估算聚二甲基硅氧烷、甲醇和正己烷的混合物的蒸汽压，（假定已经在化合物列表中添加所需的这三种化合物）步骤如下：
+  * Compounds → List of Added Compounds
+  * 选中Methanol，设置密度 0.792
+  * 点击 Vapor pressure equation旁边的 Estimate 按钮，估算相关数值
+  * 选择 Hexane，设置密度 0.655
+  * 点击 Vapor pressure equation旁边的 Estimate 按钮，估算相关数值
+  * 聚二甲基硅氧烷沿用数据库中的默认密度
+  * Properties → Vapor pressure mixture
+  * 选择 3 Components、Mass fraction
+  * Solvent 栏分别选择 Poly(dimethylsiloxane)、Methanol、Hexane，并分别设置质量比：0.5、0.25、0.25
+  * 设置温度范围from 298.15 K to 398.15 K
+  * 点击 Run 按钮，立即得到结果如下图所示
+{{ :adf:polymers_vap_mix.png?850 }}
+聚合物性质估算理论简介，参考：https://www.scm.com/doc/COSMO-RS/Property_Prediction.html
+====3.分配系数 logP====
+计算甲醇在水和聚乙烯相之间的分配系数（假定已经在化合物列表中添加了这三种化合物），步骤如下：
+  * Compounds → List of Added Compounds
+  * 选择 Methanol 设置密度 0.792
+  * 选择 Water 设置密度 1.0
+  * 聚乙烯使用数据库自带的密度
+  * Properties → Partition Coefficients (LogP)
+  * Solvent懒选择 User Defined 2 components
+  * 分别选择 Poly(ethylene)、Water，在phase 1中**摩尔比**分别设为 1.0、0.0，phase 2中设为0.0、1.0
+  * Solutes (infinite dilute)  栏选择 Methanol
+  * 点击 Run 按钮，得到结果如下所示：
+{{ :adf:polymers_logp.png?850 }}
+====4.纯溶剂中的溶解度====
+这里我们将计算在 398.15 K 至 498.15 K 的温度范围，在 1.0 bar 至 4.0 bar 的压力范围内，己烷气体在聚苯乙烯中的溶解度（假定已经在化合物列表中添加了这两种化合物），步骤如下
+  * Compounds → List of Added Compounds
+  * 选择气体溶质 Hexane，设置密度 0.655
+  * 点击 Vapor pressure equation旁边的 Estimate 按钮，估算相关数值
+  * Properties → Solubility in Pure Solvents
+  * Pure Compound Solvents 框中选择 Poly(styrene)
+  * Solute 框中选择 Hexane，并设置溶质为 Gas 相
+  * 设定温度范围 from 398.15 K to 498.15 K，Step 数沿用默认值 10 即可（将计算 10 个温度差值）
+  * 设定压强范围 from 1.0 bar to 4.0 bar，Step 数设为3（将计算 3 个压强差值）
+  * 点击 Run 按钮，得到结果，然后点击菜单栏 Graph → Y axes → Solubilty (g/L solvent)显示相关结果：
+{{ :adf:polymers_solubility.png?850 }}
+====5.二元混合物与 Flory-Huggins χ====
+这里我们将计算整个组成范围内，苯和聚乙基乙烯二元混合物性质（包括 χ），假定已经在化合物列表中添加了这两种化合物，并使用COSMO-SAC (2013-ADF Xiong参数)，步骤如下：
+  * Compounds → List of Added Compounds
+  * 选择 Benzene 设置密度 0.876
+  * Method → COSMO-SAC
+  * Method → Parameters，选择 2013-ADF Xiong 参数
+  * Properties → Binary Mixture VLE/LLE
+  * Compound 1选择 Poly(ethyl_ethylene)
+  * Compound 2选择 Benzene
+  * 选择 Mass Fraction
+  * 点击 Run 按钮，即计算完毕，点击菜单栏 Graph → X axes → w1: mass fraction 1，Graph → Y axes → Flory-Huggins 𝛘，显示结果如下：
+{{ :adf:polymers_binary.png?850 }}

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