背景:
▪聚合物中几乎都存在交联现象
·如,橡胶、树脂涂料、复合材料、胶水等
▪很难通过自行键合方式进行建模
·通过使用“反应”力场模拟化学反应
·在晶格上模拟并强制键合
▪可以模拟一系列候选物的松弛行为和力学性能,建模可以在合成候选物之前预测性能
·建模将实验重点放在最有希望的候选人身上
MAPS解决方案:
交联聚合物:EPON-DETA
MAPS Cross-Link Builder建立热固性聚合物环氧树脂EPON-862与固化剂DETDA的交联模型。
结果分析
·仿真可以预测交联的热固性材料的性能;
·通过模拟正确预测的树脂的收缩行为;
·弹性状态下的机械性能可以预测;
·结果接近实验(模拟值为3.03 GPa,实验值为2.76 GPa);
·交联对于材料强度很重要,理想的线性体系的杨氏模量比交联系统低得多。
MAPS材料及化工过程设计平台是一款多尺度、可扩展的平台;可应用于从量子化学计算到中尺度计算。MAPS适合描述含能材料、离子液体、高分子材料、合金材料、复合材料、电池材料等性质。
Cross-Link Builder:交联结构建模模块,是基于 MAPS-Amorphous Builder 模块和MAPS-Lammps-Atomistic模块,建立具有交联结构的模型,如树脂、橡胶和聚合物等模型。用户只需提供交联度和活性位点即可。MAPS的 Cross-Link Builder把初始简单的由单体组成的聚合物转化为高度cross linked网状结构。该方法形成新键时,结合了驰豫过程和原子尺度上 MD/MM 迭代的动态crosslinking 过程。