[发明专利]一种基于materials studio的聚乳酸复合体系玻璃化转变温度预测方法

权利要求书

1.一种基于materials studio的聚乳酸复合体系玻璃化转变温度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1）基于蒙特卡洛方法搭建聚乳酸体系无定型晶胞模型；

S2）对所构建的无定型晶胞模型进行几何优化和退火模拟，得到能量最低构型；

S3）对得到的能量最低构型进行动力学计算，得到聚乳酸体系的降温模拟初始平衡构型；

S4）对平衡构型进行降温模拟，得到各个降温温阶下的密度和自由体积分数，线性拟合密度-温度关系得到玻璃化转变温度预测值，依据自由体积分数分析聚乳酸体系的玻璃化转变温度变化趋势；

所述步骤S1中，在构建无定型晶胞模型时，预先设置分子链的聚合度、数量、温度以及晶胞模型的初始参数；对构建的碳纳米管两端进行加氢处理；几何优化时，预先设置优化算法，相关力、能量和位移的最大收敛容差，以及几何优化过程最大迭代次数；

所述步骤S2中，搭建的无定型晶胞模型并不处于能量最低状态，需要进行结构优化和退火模拟，搜寻全局条件下的能量最低状态；退火模拟时，预先设置退火过程中的温度最高值和最低值、循环次数、模拟时长参数；

所述步骤S3中，对能量最低构型进行NVT系综下的动力学计算充分驰豫结构和NPT系综下的动力学计算最优结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于materials studio的聚乳酸复合体系玻璃化转变温度预测方法，其特征在于，所述步骤S4中，在降温模拟过程中，预先设置模拟体系的初始降温温度和最终降温截止温度、每级降温的温差、每个温阶在NVT和NPT系综下动力学计算的时长。

3.根据权利要求2所述的一种基于materials studio的聚乳酸复合体系玻璃化转变温度预测方法，其特征在于，每级温阶下的模拟体系密度为NPT动力学计算最后与设定温度相近的n个帧文件的平均值；自由体积分数由平衡后的构型生成Connoly表面划分自由体积和占有体积计算得到。

4.根据权利要求3所述的一种基于materials studio的聚乳酸复合体系玻璃化转变温度预测方法，其特征在于，得到每级温阶下的NPT计算后的模拟体系密度和自由体积分数；每一级降温后的构型作为下一级的初始构型进行计算；在得到所有降温温阶下的密度后，得到模拟体系密度-温度关系，通过分段线性拟合得到模拟体系的玻璃化转变温度预测值。

5.根据权利要求3所述的一种基于materials studio的聚乳酸复合体系玻璃化转变温度预测方法，其特征在于，基于以下公式计算聚乳酸复合体系每级温阶的自由体积分数：

其中，FFV是自由体积分数，V_free是自由体积，V_occupied是占有体积。