[发明专利]一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法

权利要求书

1.一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取羟基化合物和异氰酸酯化合物，确定羟基化合物和异氰酸酯化合物中羟基与异氰酸酯基的摩尔比；

(2)根据步骤(1)的羟基化合物和异氰酸酯化合物中羟基与异氰酸酯基的摩尔比，采用Materials Studio的3D Atomistic组件建立聚氨酯分子链；

(3)采用Materials Studio中的Amorphous Cell模块，通过步骤(2)中的聚氨酯分子链、溶剂分子对晶胞进行填充，构建聚氨酯模型；

(4)将步骤(3)中的聚氨酯模型导入Matcloud+材料云计算平台的LAMMPS模块中，对聚氨酯模型先进行力场分配，再对上述分配好力场的聚氨酯模型进行几何优化，得到优化后的聚氨酯模型；

(5)对步骤(4)中优化后的聚氨酯模型进行分子动力学模拟计算，使体系达到平衡状态；

(6)在步骤(5)的动力学计算的基础上，利用公式1和公式2对聚氨酯模型进行粘度计算，公式1:

其中，P_xy(t)代表t时刻聚氨酯模型的的应力张量，下标i、j代表第i、j个粒子，x、y代表三维坐标；

公式2：

其中，η为粘度系数。

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中的含有羟基组分的化合物包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、正丁醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、聚醚二醇、聚己内酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇及聚碳酸酯二醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中的含有异氰酸酯组分的化合物包括异氟尔酮二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、4,4′-二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中的聚氨酯分子链的数目为5个，溶剂分子的数目为0-60个，所述溶剂分子丙酮、醋酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲苯及二甲苯中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中的Amorphous Cell模块的参数包括：密度设置为1.05，精度选择Ultra-fine，力场选择COMPASS，电荷配置选择Change using Gasteiger，选择optimize geometry，结构优化算法选择smart，能量收敛标准选择0.00002，力场收敛标准选择0.001，不选择优化晶胞。

6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，所述步骤(4)中的力场分配的参数包括：力场类型选择Molecular，电荷计算方法选择Gasteiger，其中设置范德华相互作用的截断距离设置为8，点击Auto Assign，对结构分配力场。

7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，所述步骤(4)中的几何优化的参数包括：结构优化算法选择Conjugate gradient，能量收敛标准选择0.0001，力场收敛标准选择0.000001，结构优化的最大迭代次数为1000，能量/力的最大计算次数为10000，选择优化晶胞参数，单次迭代允许的最大体积改变值设置为0.0005，施加压力选择Isostatic Pressure。

8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，所述步骤(5)中的分子动力学模拟计算的参数包括：动力学模拟系综选择NVT，初始温度和最终温度均选择298K，控温方法选择Nose-Hoover控温，控温频率设置为100，时间步长为1fs，总的模拟时间为200000fs，总的模拟步数为200000，重复计算2次。

9.根据权利要求1所述的一种聚氨酯树脂粘度的高通量模拟计算方法，其特征在于，所述步骤(6)中的粘度计算的参数包括：时间步长为1fs，初始速度设置为Random，温度为298K，每隔10步进行采样，相关性积分窗口大小为100，平衡时间步数为10000，结果收集步数为10000。