[发明专利]一种环氧/酸酐固化物交联分子模型构建及其玻璃化温度提取方法

权利要求书

1.一种环氧/酸酐固化物交联分子模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在Material Studio软件中构建包括环氧树脂基体单体、酸酐类固化剂单体分子和一次交联分子的混合物分子模型，其中，一次交联分子为环氧树脂基体单体和酸酐类固化剂发生一次反应之后的分子；

(2)在COMPASS力场中，对(1)中所构建的混合物分子模型进行几何结构优化，得到混合均匀的无定型分子模型；

(3)根据环氧树脂基体与酸酐类固化剂固化反应机理，采用perl语言编程实现环氧树脂与固化剂的自动固化交联，得到不同交联度的分子模型， 包括以下步骤：

①确定环氧-酸酐体系的固化反应机理；

②引入反应假设条件；

③标记反应原子，所述反应原子为环氧树脂基体中的环氧基团、酸酐固化剂中的酸酐基团、一次交联分子中的环氧和羧酸基团及后续反应生成的羟基基团，标记环氧树脂基体、一次交联分子环氧基团中CH₂中的C原子为第一反应原子a，记为a型R₁；固化剂的酸酐基团中的其中一个C原子为第一反应原子b，记为b型R₁；将一次交联分子羧酸基团中的-OH中O原子记为第二反应原子a，记为a型R₂；后续反应生成羟基的-OH中的O原子为第二反应原子b，记为b型R₂；

④设定固化交联温度、截断半径范围、预交联度、初始截断半径R_n及最大截断半径R_max；

⑤计算模型中所有R₁原子与R₂原子的距离，并与R_n进行比较，如果原子距离均大于R_n，则跳到步骤⑥；反之，如果存在原子距离小于R_n，则该对原子按照反应机理完成如下操作进行交联反应生成新的交联键：

(a)a型R₁找到a型R₂，生成a型R₂；

(b)a型R₁找到b型R₂，生成a型R₂；

(c)b型R₁找到b型R₂，生成b型R₂；

每生成一次交联键后，对新模型进行50ps的恒温恒压系综的分子动力学平衡；

⑥令R_n＝R_n+0.5，重复步骤⑤，直到R_n大于R_max，或者达到设定交联度，此时交联过程结束，得到环氧树脂/酸酐固化物体系固化交联过程中各阶段的分子模型。