[发明专利]用于模拟聚合物材料的方法

摘要

本发明公开了一种计算机实施的用于模拟聚合物材料的方法，该聚合物材料包括聚合物、填料和用于增加聚合物对填料亲和性的改性剂。用虚拟空间中一对平行相对的壁表面定义一对填料模型，其中改性聚合物模型设置于所述虚拟空间中，以及分子动力学计算被进行。为了评估亲和性，以固定时间步长对移入并停留在填料附近区域的改性聚合物模型2的颗粒数量进行计数，以及通过对2个以上的连续计数数字平均来使计数数字的变化平滑化。

主权项

一种计算机实施的用于模拟聚合物材料的方法，所述聚合物材料包括聚合物、填料和用于增加聚合物对填料亲和性的改性剂，所述方法包括：定义虚拟空间的步骤，使得虚拟空间具有一对平行相对的壁表面；在虚拟空间中定义多个改性聚合物模型的步骤，其中每个改性聚合物模型包括：聚合物的聚合物模型，所述聚合物模型包含至少一个颗粒，以及改性剂的改性剂模型，所述改性剂模型包含至少一个代表改性剂的改性基团的颗粒；定义聚合物模型的颗粒之间、改性剂模型的颗粒之间以及聚合物模型的颗粒与改性剂模型的颗粒之间的排斥势能的步骤，当所涉及的颗粒之间的距离变得小于预定阈值时，排斥势能在所涉及的颗粒之间产生排斥力；通过虚拟空间中平行相对的壁表面定义一对填料模型的步骤；定义交互势能的步骤，其中，定义聚合物模型的颗粒与填料模型之间、改性剂模型的颗粒与填料模型之间的交互势能，当填料模型与所涉及的颗粒之间的距离小于预定阈值时，交互势能在填料模型与所涉及的颗粒之间产生吸引力或排斥力，当填料模型与所涉及的颗粒之间的距离大于预定阈值时，交互势能在填料模型与所涉及的颗粒之间不产生力，其中，在改性剂模型的颗粒与填料模型之间定义的交互势能的阈值大于在聚合物模型的颗粒与填料模型之间定义的交互势能的阈值，以及在改性剂模型的颗粒与填料模型之间定义的交互势能的强度大于在聚合物模型的颗粒与填料模型之间定义的交互势能的强度；模拟步骤，其中虚拟空间中的填料模型和改性聚合物模型通过进行分子动力学计算来进行驰豫，和评估步骤，其中利用模拟步骤中获得的结果来评估改性剂模型的颗粒对填料模型的亲和性，其中，所述模拟步骤包括其中以固定时间步长对停留在填料附近区域的改性剂模型的颗粒 数量进行计数以获得时间序列计数的数字的步骤，其中所述填料附近区域是虚拟空间中自每个填料模型开始并垂直于填料模型延伸预定距离L1的部分，以及所述评估步骤包括其中利用时间序列计数的数字对每两次以上连续计数的数字取平均值并输出的步骤。