[发明专利]一种高分子共聚物降解建模与仿真方法

权利要求书

1.一种高分子共聚物降解建模与仿真方法，其特征在于，包括：

将高分子共聚物离散成元胞；

基于离散得到的元胞，随机选择参与剪切的分子链；

基于共聚物的成分建立高分子共聚物分子链剪切断裂模型，所述模型用于根据预先设置的分子链中酯键单元间的断裂概率，通过轮盘赌以概率的方式确定所述参与剪切的分子链的断裂位置；

所述参与剪切的分子链在确定的所述断裂位置进行断裂；

所述参与剪切的分子链在确定的所述断裂位置断裂后，低聚体向外进行扩散；

所述根据预先设置的分子链中酯键单元间的断裂概率，通过轮盘赌以概率的方式确定所述参与剪切的分子链的断裂位置包括：

根据预先设置的分子链中酯键单元间的断裂概率，通过轮盘赌以概率的方式随机选择所述参与剪切的分子链的断裂位置。

2.根据权利要求1所述的高分子共聚物降解建模与仿真方法，其特征在于，所述基于离散得到的元胞，随机选择参与剪切的分子链包括：

基于离散得到的元胞，通过蒙特卡洛算法随机选择参与剪切的分子链和剪切断裂反应时间间隔。

3.根据权利要求1所述的高分子共聚物降解建模与仿真方法，其特征在于，所述根据预先设置的分子链中酯键单元间的断裂概率，通过轮盘赌以概率的方式随机选择所述参与剪切的分子链的断裂位置包括：

产生一个随机数R，其中，i＝1,2,......,M，q_i表示酯键单元间的断裂位置，表示酯键单元在q_i处断裂的概率，M表示分子链中可断裂的位置数目；

判断随机数R是否满足其中，q₀、为预设值，j∈[1,M]；

若满足，则所述参与剪切的分子链的断裂位置为q_j。

4.根据权利要求3所述的高分子共聚物降解建模与仿真方法，其特征在于，所述参与剪切的分子链在确定的所述断裂位置进行断裂，并记录新的链数包括：

所述参与剪切的分子链在断裂位置q_j进行链断裂，产生两条新链，并记录两条新链的每个酯键单元的位置。

5.根据权利要求1所述的高分子共聚物降解建模与仿真方法，其特征在于，利用宏观扩散方程计算低聚体的扩散，所述宏观扩散方程表示为：

其中，C_e为高分子共聚物酯键浓度，C_ol为低聚体浓度，k₁为无催化作用条件水解反应速率常数，k₂为有催化作用条件水解反应速率常数，D为扩散系数，grad表示梯度、div表示散度。

6.根据权利要求5所述的高分子共聚物降解建模与仿真方法，其特征在于，所述扩散系数D表示为：

D＝D₀+(1.3ε²-0.3ε³)(D₁-D₀)

其中，D₀为低聚体在聚合物内的扩散系数，D₁为低聚体在孔洞中的扩散系数，ε为孔隙率。

7.根据权利要求6所述的高分子共聚物降解建模与仿真方法，其特征在于，所述孔隙率ε表示为：

其中，Cells_liquid为时刻t时液体元胞的总数量，Cells_sum为共聚物元胞的总数量。

8.根据权利要求1所述的高分子共聚物降解建模与仿真方法，其特征在于，在所述参与剪切的分子链在确定的所述断裂位置断裂后，低聚体向外进行扩散之后，所述方法还包括：

统计记录元胞的物理属性、共聚成分的比例，并更新元胞的状态，其中，所述物理属性包括：链数、分子量、质量；

将统计的链数反馈给相应的元胞，以便进行下一轮的共聚物分子链的剪切断裂反应。