[发明专利]高聚合物材料模拟方法

权利要求书

1.一种用于评估填料在高聚合物材料中的分散性的计算机模拟方法，包括：

填料模型定义步骤，其中定义填料的填料模型，每一个填料模型都代表填料颗粒，

聚合物模型定义步骤，其中定义高聚合物材料的聚合物模型，每一个聚合物模型都代表聚合物颗粒，

条件设定步骤，其中设定模拟条件，

模拟步骤，其中对被置于虚拟空间的聚合物模型和填料模型进行分子动力学计算，以及

评估步骤，其中根据模拟步骤中通过分子动力学计算得到的数据来评估填料模型的分散性，

其中，

每一个填料模型中的填料颗粒都是单个中心填料颗粒和至少四个表面填料颗粒，所述表面填料颗粒的中心被设置在中心与中心填料颗粒的中心一致的球面上，

分别在中心填料颗粒与表面填料颗粒之间、和在表面填料颗粒之间定义平衡长度，以及

模拟步骤，其包括连接步骤，其中在聚合物颗粒仅能被连接于表面填料颗粒上的条件下，将与聚合物颗粒的距离小于预先确定的颗粒间距离的填料颗粒连接于聚合物颗粒上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

定义填料颗粒和聚合物颗粒之间的势能，以使得当所涉及的颗粒间的距离减小到小于预先确定的截止距离时，它们之间发生相互作用，以及

相对于中心填料颗粒的截止距离大于相对于表面填料颗粒的截止距离与球面半径之和。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

评估步骤包括计算每一个填料模型中的中心填料颗粒的半径分布函数的步骤。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述虚拟空间的形状是正六面体，

所述半径分布函数的距离范围是从0至虚拟空间形状的一边长度的一半，以及

所述半径分布函数的采集间隔相当于不大于所述一半长度的1/5的距离。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述条件设定步骤包括：

初始设置步骤，其中将填料模型和聚合物模型置于虚拟空间中，以及

聚集团定义步骤，其中通过使填料模型接近从而引起填料模型之间的相互作用，来形成至少两个填料模型的聚集团。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，

模拟步骤包括：

填料移动限制步骤，其中每一个填料颗粒的移动都被限制，

聚合物计算步骤，其中对于每一个聚合物模型进行分子动力学计算，填料颗粒除外，

释放步骤，其中填料颗粒被释放，以及

填料-聚合物计算步骤，其中对于填料模型和聚合物模型进行分子动力学计算。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

在聚合物计算步骤中，当每步以0.05[τ]进行分子动力学计算时，步的数量是100以上，其中[τ]为时间单位。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

在填料-聚合物计算步骤中，当每步以0.05[τ]进行分子动力学计算时，步的数量是1000以上，其中[τ]为时间单位。