Зміст вступ

Актуальність теми. Одним із перспективних методів отримання синтетичних мікроволокон є переробка розплавів сумішей полімерів. В основі цього лежить явище специфічного волокноутворення. Дослідження цього явища є важливим, оскільки його реалізація дає змогу одержувати волокна із унікальними властивостями і застосовувати їх, зокрема, в різноманітних фільтрувальних установках.

Одним з найперспективніших напрямків науки і техніки в наш час є розробка принципів отримання нанокомпозитів та нанонаповнених волокон. Зокрема, вуглецеві нанотрубки мають унікальні механічні, теплофізичні та електричні властивості та за допомогою компатибілізаторів здатні ефективно диспергувати у розплаві полімерів, тому їх можна із успіхом використовувати для надання виробам з полімерних матеріалів унікальних властивостей. Таким чином, вивчення особливостей поведінки чотирикомпонентних сумішей полімерів є важливим і тема роботи актуальна.

Метою дипломного проекту є створення програмного забезпечення для оптимізації складу чотирикомпонентних нанонаповнених сумішей полімерів, яке дозволить визначати полімерні композиції для отримання виробів з покращеними властивостями.

Для досягнення поставленої мети потрібно вирішити такі задачі:

• вивчення теоретичних основ переробки суміші полімерів;

• математичне моделювання поведінки чотирикомпонентних полімерних сумішей;

• аналіз методів оптимізації;

• розробка програмного забезпечення для оптимізації складу чотирикомпонентних нанонаповнених сумішей полімерів.

Об’єкт дослідження – процес оптимізації складу сумішей полімерів.

Предмет дослідження – мінімізація витрат матеріалів й часу при дослідженні суміші полімерів.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження базуються на основних положеннях хімії полімерів, технології переробки полімерів, теорії оптимізації, теорії планування експерименту, інформатики та програмування.

Так, як математична модель задачі, що досліджується в роботі, є багатокритеріальною задачею оптимізації для зручності розв’язання, потребує зведення до однокритеріальної задачі. Для цього був використаний метод лінійної згортки – це найпоширеніший спосіб впорядкування альтернатив. Кожному критерію привласнюється певна вага.

Для вирішення задачі при наявності обмежень на її змінні (задачі умовної оптимізації) використано метод штрафних функцій. Ідея методу – це перехід від задачі параметричної оптимізації із обмеженнями до задачі без обмежень, або задачі безумовної оптимізації.

Для розв’язку задачі безумовної оптимізації було використано метод градієнтного спуску. Основною ідеєю методу є те, щоб здійснювати оптимізацію у напрямку найшвидшого спуску, а цей напрямок задається антиградієнтом.

Наукова новизна одержаних результатів дослідження полягає в тому, що:

• запропоновано програмне забезпечення визначення оптимального складу суміші полімерів для отримання полімерних виробів із підвищеними експлуатаційними властивостями;

• зроблено внесок в теоретичні дослідження розплавів чотирикомпонентних сумішей полімерів.

Практичне значення результатів полягає в тому, що створене програмне забезпечення дозволить підвищити ефективність досліджень у області модифікації полімерних композицій за допомогою зменшення витрат матеріалів й часу.