[發(fā)明專利]一種高分子共聚物降解建模與仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710785288.1
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN108334734B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)壹t;周紹楠;金戈愉;馬瑞;李存芳;張德政;孫義
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: G16C20/10
• 分類號: G16C20/10
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提供一種高分子共聚物降解建模與仿真方法，能夠?qū)崿F(xiàn)微觀下的分子鏈的剪切斷裂到宏觀下的擴(kuò)散建模實(shí)現(xiàn)降解過程的仿真。所述方法包括：將高分子共聚物離散成元胞；基于離散得到的元胞，隨機(jī)選擇參與剪切的分子鏈；基于共聚物的成分建立高分子共聚物分子鏈剪切斷裂模型，所述模型用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的分子鏈中酯鍵單元間的斷裂概率，通過輪盤賭以概率的方式確定所述參與剪切的分子鏈的斷裂位置；所述參與剪切的分子鏈在確定的所述斷裂位置進(jìn)行斷裂；所述參與剪切的分子鏈在確定的所述斷裂位置斷裂后，低聚體向外進(jìn)行擴(kuò)散。本發(fā)明涉及可降解高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可降解高分子材料領(lǐng)域，特別是指一種高分子共聚物降解建模與仿真方法。

背景技術(shù)

近年來，可降解高分子共聚物在生活中被廣泛使用，例如醫(yī)療方面的組織工程材料、藥物控釋材料、人造植入物和藥物控釋系統(tǒng)等。高分子共聚物屬于高分子化合物，高分子化合物是指：由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而形成的相對分子量在一萬以上的化合物。

共聚物的不同共聚比會導(dǎo)致其機(jī)械性能、生物學(xué)性能、降解性能的不同，可通過改變其共聚比例的方式滿足實(shí)際應(yīng)用對材料的不同需求。這些不同性能需求的應(yīng)用是否成功很大程度上取決于降解過程是否可控。高分子共聚物的降解過程復(fù)雜，不同共聚物間的共聚比在降解的過程中會隨著時間的推移而產(chǎn)生變化。對高分子聚合物降解過程的研究可以分為傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和新興的計(jì)算機(jī)建模方法，而計(jì)算機(jī)建模的方法正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法周期長的缺點(diǎn)。但目前的計(jì)算機(jī)建模方法大多是對高分子單聚物的降解過程的建模研究，即便涉及到共聚物，也是將兩個共聚部分當(dāng)成一個單體來對待，并未對降解過程中共聚物成分進(jìn)行建模、也未涉及到不同共聚分子鏈的斷裂研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高分子共聚物降解建模與仿真方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的高分子共聚物降解模型沒有對共聚物成分和共聚分子鏈的斷裂進(jìn)行研究的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種高分子共聚物降解建模與仿真方法，包括：

將高分子共聚物離散成元胞；

基于離散得到的元胞，隨機(jī)選擇參與剪切的分子鏈；

基于共聚物的成分建立高分子共聚物分子鏈剪切斷裂模型，所述模型用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的分子鏈中酯鍵單元間的斷裂概率，通過輪盤賭以概率的方式確定所述參與剪切的分子鏈的斷裂位置；

所述參與剪切的分子鏈在確定的所述斷裂位置進(jìn)行斷裂；

所述參與剪切的分子鏈在確定的所述斷裂位置斷裂后，低聚體向外進(jìn)行擴(kuò)散。

進(jìn)一步地，所述基于離散得到的元胞，隨機(jī)選擇參與剪切的分子鏈包括：

基于離散得到的元胞，通過蒙特卡洛算法隨機(jī)選擇參與剪切的分子鏈和剪切斷裂反應(yīng)時間間隔。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)預(yù)先設(shè)置的分子鏈中酯鍵單元間的斷裂概率，通過輪盤賭以概率的方式確定所述參與剪切的分子鏈的斷裂位置包括：

根據(jù)預(yù)先設(shè)置的分子鏈中酯鍵單元間的斷裂概率，通過輪盤賭以概率的方式隨機(jī)選擇所述參與剪切的分子鏈的斷裂位置。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)預(yù)先設(shè)置的分子鏈中酯鍵單元間的斷裂概率，通過輪盤賭以概率的方式隨機(jī)選擇所述參與剪切的分子鏈的斷裂位置包括：

產(chǎn)生一個隨機(jī)數(shù)R，其中，q_i表示酯鍵單元間的斷裂位置，表示酯鍵單元在q_i處斷裂的概率，M表示分子鏈中可斷裂的位置數(shù)目；

判斷隨機(jī)數(shù)R是否滿足其中，q₀、為預(yù)設(shè)值，j∈[1,M]；

若滿足，則所述參與剪切的分子鏈的斷裂位置為q_j。