[发明专利]一种模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法

说明书

本发明提供一种模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，能够模拟得到高聚物材料在降解过程中弹性强度的变化趋势。所述方法包括：S1，将高聚物材料离散成元胞，并初始化当前反应时间t₁；S2，确定参与剪切的分子链和距离确定的所述参与剪切的分子链进行链剪切反应的时间间隔Δt；S3，在t₁+Δt时刻，所述参与剪切的分子链发生链剪切反应，更新元胞的状态，并根据更新后的元胞的状态，针对不同的元胞状态采用不同的强度计算式，并统计所有元胞的强度得到所述高聚物材料整体的强度；S4，执行t₁＝t₁+Δt，若t₁小于预设的扩散时间步长，则返回执行S2，否则，链剪切反应产生的低聚物向高聚物材料外进行扩散。本发明涉及可降解高分子材料领域。

技术领域

本发明涉及可降解高分子材料领域，特别是指一种模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法。

背景技术

可降解高分子聚合物(简称：高聚物)由于其良好的生物兼容性和可降解性，在人类的生产生活中被广泛使用，例如作为医疗方面的组织工程支架、药物控释载体、人造植入物等。高分子聚合物是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。

在高分子材料的应用中，例如组织工程支架，材料的机械性能(特别是机械强度)是非常重要的，因为它必须为生物细胞和组织的生长提供一定的支撑和依附。而高分子聚合物在降解的过程中，其机械性能也会发生一定的变化。所以，既要保证支架的及时降解不会阻碍支架部位细胞的生长，又要保证支架在一定时间内有一定的强度，足以起到支撑的作用，即高分子聚合物降解过程的强度减小与组织或细胞的增加要求相一致，将是比较理想的状况。为此需要研究生物医用可降解高分子聚合物的降解过程中的强度变化。对高聚物降解过程中强度变化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、普适性不强的缺点。

但是现有的针对高聚物降解过程的计算机建模方法，多是模拟其杨氏模量而非拉伸强度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，以解决现有技术所存在的没有模拟高聚物材料拉伸强度的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种模拟不同质相高聚物降解强度变化的方法，包括：

S1，将高聚物材料离散成元胞，并初始化当前反应时间t₁；

S2，确定参与剪切的分子链和距离确定的所述参与剪切的分子链进行链剪切反应的时间间隔Δt；

S3，在t₁+Δt时刻，所述参与剪切的分子链发生链剪切反应，更新元胞的状态，并根据更新后的元胞的状态，确定每个元胞的强度，对所有元胞的强度值取均值，得到所述高聚物材料整体的强度；

S4，执行t₁＝t₁+Δt，若t₁小于预设的扩散时间步长，则返回执行S2，否则，链剪切反应产生的低聚物向高聚物材料外进行扩散。

进一步地，所述S2包括：

S21,遍历所有元胞，统计每种长度的分子链的数量，得到每种长度的分子链参与链剪切反应的概率；

S22,根据得到每种长度的分子链参与链剪切反应的概率，确定参与剪切的分子链的种类μ和距离该种类的分子链进行链剪切反应的时间间隔Δt。

进一步地，第v种长度的分子链参与链剪切反应的概率α_v表示为：

α_v＝π×x_v