Mit dem Programm Predici von CiT werden deterministische Simulationen durchgeführt. Hierbei werden Massen-, Wärme- und Impulsbilanz in idealen Reaktorsystemen gelöst. Die Reaktionskinetik der (radikalischen) Polymerisation von Ethen basiert auf einem komplexen Mechanismus aus Initiierung, Wachstum, Terminierung, sowie Transferreaktionen zu nieder- und hochmolekularen Spezies. Durch die im Solver implementierte Galerkin h-p-Methode, wird eine Berechnung der vollständigen Molekulargewichtsverteilung ermöglicht. Simuliert werden sowohl Reaktoren im Labormaßstab, als auch industrielle Rohrreaktoren und Mehrzonen-Autoklaven. Die Modelle sind nicht auf Homo-Polymerisationen beschränkt, sondern können bei Kenntnis der kinetischen Parameter um ein oder mehrere Co-Monomere erweitert werden.
Mithilfe einer Monte-Carlo Simulation werden detaillierte Informationen über Molekültopologien und mikrostrukturelle Eigenschaften, wie zum Beispiel Lang- und Kurzkettenverzweigungen oder terminalen Doppelbindungen, erhalten. Diese statistische Methode beruht auf Reaktionswahrscheinlichkeiten, welche aus der deterministischen Simulation erhalten werden. Die eingesetzte Monte-Carlo Simulation verfolgt den single molecule approach, wonach jedes Molekül einzeln auf dem Weg durch den Reaktor simuliert wird. Dabei wird die Molekültopologie je nach Reaktionsschritt angepasst.
Die Verbindung zwischen der Mikrostruktur und Anwendungseigenschaften erfolgt zum Beispiel über Simulation der Rheologie oder des Gyrationsradius des Polymers. Als Ausgangspunkt für die Betrachtung dieser Eigenschaften dient ein Ensemble an Molekültopologien aus der Monte-Carlo Simulation. Die linearen und nichtlinearen rheologischen Eigenschaften können mit Hilfe des Branch-on-Branch Algorithmus von Read et al. nach einer Reduktion des Ensembles berechnet werden.
Um ortsaufgelöste Informationen, wie etwa die Konzentrations- oder Temperaturverteilung im Reaktor, zu gewinnen, eignen sich CFD Simulationen. Dazu wird die Software ANSYS® Fluent® eingesetzt. Wichtige Themen in Bezug auf die Polyethylen-Polymerisation sind Mischeffekte und die Bildung von hot-spots, welche zu lokalen oder globalen Zersetzungen führen können. Ferner kann auf Basis des gelösten Geschwindigkeitsfelds ebenfalls eine Kopplung an eine Monte-Carlo Methode durchgeführt werden, was wiederum den Zugriff zu ortsaufgelösten mikrostrukturellen Eigenschaften der Polymer ermöglicht.