聚氨酯制备的多尺度模拟方案.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)NovemberActaP．一Chim．Sin．2014，30(11)，2035-20422035[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201409111www．whxb．pku．edu．cn聚氨酯制备的多尺度模拟方案孙延波’杨斌安哲于春雷。薛耀红t刘鸿(吉林大学理论化学研究所，理论化学计算国家重点实验室，长春130023；吉林大学中日联谊医院，长春130033；吉林大学第四医院，长春130011；长春理工大学计算机科学与技术学院，长春130022)摘要：针对聚氨酯材料特

2、性设计了多尺度计算机模拟方案，并研究了不同原料及相同原料但不同官能度对所制备的聚氨酯材料力学性能和玻璃化转变温度的影响．基于原子级别的结构，建立了耦合聚合反应的粗粒化耗散粒子动力学模型来描述组分扩散及交联网络结构的形成过程．并反映射这个粗粒化结构到全原子级别来分析材料的力学性能和热力学性能．这个多尺度研究方案也可推广到研究多个竞争性因素同时主导的复杂体系中．关键词：聚氨III；交联：多尺度：耗散粒子动力学：力学性能中图分类号：O641MultiscaleSimulationStrategyforPreparingPolyurethaneS

3、UNYan—Bo’YANGBinANZheYUChun-Lei。XUEYao—Hong，LIUHong’(StateKeyLaboratoryofTheoreticalandComputationalChemistry,InstituteofTheoreticalChemistry,JilinUniversity,Changchun130023．R．China；ChinaJapanUnionHospitalofJilinUniversity,Changchun130033．PR．China；TheFourthHospitalofJilin

4、University,Changchun130011．R．China；SchoolofComputerScienceandTechnology,ChangchunUniversityofScienceandTechnology,Changchun130022,R．China1Abstract：Amultiscalesimulationstrategywasdesignedbasedonthefeaturesofpolyurethane．Withthisstrategy,weinvestigatedthemechanicalproperti

5、esandglasstransitiontemperaturesofpolyurethanematerialscrosslinkedbydiferentreactantsorwithdiferentfunctionalitiesofthesamereactants．Fromtheatomisticsimulationresults．acoarse．graineddissipativeparticledynamicsmodeIcombinedwiththereactionmodulewasconstructed．Then．thissimul

6、ationwasusedtodescribethediffusionofcomponentsaswellasthecrosslinkingprocessandtheformationofthenetworkstructure．Finally,thereverse—mappingschemewasusedfl0ratomisticreDresentatiOnandtoanalyzethemechanicaIpropertiesandglasstransitiontemperatureofthesystem．Thismultiscalesim

7、ulationstrategycanbeexpandedtoothercomplexsystemswithcompetingdynamicinfluencingfactors．KeyWords：Polyurethane；Crosslinking；Multiscale；DissipativeparticledynamicsMechanicalproperty1引言如异氰基团的反应物与带有羟基或氨基等活性基含有多个功能性基团的聚合物单体在聚合反团的反应物发生聚合反应可生成聚氨酯(PU)交联网应下可以形成高度交联的网络状结构．例如，带有络材料．

8、这类材料由于具有理想的弹性和韧性，经Received：July26，2014：Revised：Septemberl1，20l4：PublishedonWeb：Septemberl1，2014．