Критическая оценка параметров растворимости Хильдебранда и Хансена для полимеров

Модели параметров растворимости широко используются для подбора подходящих растворителей и несолвентов для полимеров в различных технологических и инженерных приложениях. В данном исследовании мы сосредотачиваемся на двух хорошо зарекомендовавших себя моделях — параметрах растворимости Хильдебранда и Хансена. Обе модели основаны на принципе «похожее растворяет похожее» и признают жидкость хорошим растворителем для полимера, если параметры растворимости жидкости и полимера близки друг к другу. Здесь мы проводим критическую и количественную оценку точности и полезности этих двух моделей, сравнивая их предсказания с экспериментальными данными. На наборе данных из 75 полимеров мы обнаружили, что модель Хильдебранда демонстрирует предсказательную точность 60% для растворителей и 76% для несолвентов. Модель Хансена показывает сопоставимую эффективность: на основе набора данных из 25 полимеров, для которых доступны параметры Хансена, её точность составляет 67% для растворителей и 76% для несолвентов. Наличие параметров Хильдебранда для большой выборки полимеров делает эту модель широко применимой, так как параметр Хильдебранда для нового полимера можно определить с использованием этой выборки и методов машинного обучения, как мы делали ранее; предсказанный параметр Хильдебранда затем может использоваться для определения подходящих растворителей и несолвентов. Такие предсказания затруднены для модели Хансена из‑за относительно малой выборки параметров Хансена для полимеров. Тем не менее подход Хильдебранда следует использовать с осторожностью. Наш анализ показывает, что модель Хильдебранда имеет предсказательную точность 70–75% для неполярных полимеров, но показывает значительно худшие результаты для полярных полимеров (точность 57%). В дальнейшем определение растворителей и несолвентов для полимеров может выиграть от разработки классификационных моделей, построенных непосредственно на основе имеющихся экспериментальных наборов данных, а не от использования подхода параметров растворимости, ограниченного в универсальности и точности.