[发明专利]一种高分子共聚物降解建模与仿真方法

说明书

本发明提供一种高分子共聚物降解建模与仿真方法，能够实现微观下的分子链的剪切断裂到宏观下的扩散建模实现降解过程的仿真。所述方法包括：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。本发明涉及可降解高分子材料技术领域。

技术领域

本发明涉及可降解高分子材料领域，特别是指一种高分子共聚物降解建模与仿真方法。

背景技术

近年来，可降解高分子共聚物在生活中被广泛使用，例如医疗方面的组织工程材料、药物控释材料、人造植入物和药物控释系统等。高分子共聚物属于高分子化合物，高分子化合物是指：由众多原子或原子团主要以共价键结合而形成的相对分子量在一万以上的化合物。

共聚物的不同共聚比会导致其机械性能、生物学性能、降解性能的不同，可通过改变其共聚比例的方式满足实际应用对材料的不同需求。这些不同性能需求的应用是否成功很大程度上取决于降解过程是否可控。高分子共聚物的降解过程复杂，不同共聚物间的共聚比在降解的过程中会随着时间的推移而产生变化。对高分子聚合物降解过程的研究可以分为传统的实验方法和新兴的计算机建模方法，而计算机建模的方法正好弥补了传统的实验方法周期长的缺点。但目前的计算机建模方法大多是对高分子单聚物的降解过程的建模研究，即便涉及到共聚物，也是将两个共聚部分当成一个单体来对待，并未对降解过程中共聚物成分进行建模、也未涉及到不同共聚分子链的断裂研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高分子共聚物降解建模与仿真方法，以解决现有技术所存在的高分子共聚物降解模型没有对共聚物成分和共聚分子链的断裂进行研究的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种高分子共聚物降解建模与仿真方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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，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。