一种聚二甲基硅氧烷的氧气扩散系数计算方法技术

本发明专利技术公开了一种聚二甲基硅氧烷的氧气扩散系数计算方法，具体步骤为：建立含氢硅油交联剂及乙烯基封端的PDMS分子结构模型然后进行几何优化；对反应原子进行标记；对分子模型进行构建并进行几何优化，得到晶胞；根据交联反应的机理，通过Perl脚本程序实现含氢硅油交联剂与乙烯基封端PDMS预聚物中反应化学键的自动交联；得到交联模型后，新建氧气分子，建立含氧气分子模型和交联分子模型的晶胞；对优化后的晶胞进行NPT动力学计算；得出氧气在晶胞内的均方位移；通过爱因斯坦方程得到氧气在交联分子中的扩散系数。本发明专利技术可从分子角度分析反应的交联过程，进一步得出PDMS膜制备工艺中提高氧气扩散系数的工艺条件。

A calculation method of oxygen diffusion coefficient of polydimethylsiloxane

【技术实现步骤摘要】
一种聚二甲基硅氧烷的氧气扩散系数计算方法
本专利技术属于高分子设计合成
，具体涉及一种聚二甲基硅氧烷的氧气扩散系数计算方法。
技术介绍
连续液面成型(ContinuousLiquidInterfaceProduction，CLIP)技术通过利用氧气阻止光敏树脂固化的机理，在约束基底与固化层之间产生薄的阻聚区从而大幅度减小分离力。因而约束基底应具有良好的透氧性，聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)作为一种兼具无机与有机特性的高分子材料，具有良好的透氧性及高的透光性，因此成为了约束基底的良好选择。氧气在PDMS中的扩散系数是影响其透氧性的主要因素，通过聚合反应中的工艺参数优化以提高扩散系数，需要理解工艺参数影响扩散系数的规律和机理。然而传统的实验方法难以对其分子结构及氧气在其中的扩散系数等进行准确的表征，目前对PDMS固化物性能的相关研究都仅限于实验的手段，对于实验现象产生的结果缺乏合理的解释。因而在分子水平上理解PDMS的交联过程及氧气在其中的扩散系数是非常必要的。分子动力学的出现，使得研究水平到达分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚二甲基硅氧烷的氧气扩散系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：在分子动力学软件Materials studio中建立含氢硅油交联剂及乙烯基封端的PDMS分子结构模型；/n步骤2：通过运用软件中Forcite模块中的COMPASS力场及Atom-based和Eward方法分别计算范德华和静电作用，基于系统能量最小化原理，最终实现对构建模型的几何结构优化；/n步骤3：对反应原子进行标记，将含氢硅油交联剂中Si-H键中的Si原子标记为R

【技术特征摘要】
1.一种聚二甲基硅氧烷的氧气扩散系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在分子动力学软件Materialsstudio中建立含氢硅油交联剂及乙烯基封端的PDMS分子结构模型；
步骤2：通过运用软件中Forcite模块中的COMPASS力场及Atom-based和Eward方法分别计算范德华和静电作用，基于系统能量最小化原理，最终实现对构建模型的几何结构优化；
步骤3：对反应原子进行标记，将含氢硅油交联剂中Si-H键中的Si原子标记为R1，将乙烯基封端的PDMS中两个端基的CH2＝CH-中CH2内的C原子同时选中标记为R2；
步骤4：将上述进行优化和标记后的分子模型在Amorphouscell中进行构建，从而得到混合两种分子模型的周期性立方体晶胞，采用步骤2中同样的方法对晶胞进行几何结构优化，得到与实际中最接近的立方体晶胞；
步骤5：根据含氢硅油交联剂及乙烯基封端的PDMS预聚物加成反应机理，采用编辑的Perl脚本程序实现交联剂与预聚物中的反应化学键的自动加成交联，得到不同交联度的分子模型；
步骤6：在上述Perl脚本程序实现了Si原子与烯基C连接成键的基础上，通过进一步处理把C＝C双键转换成单键并加上H原子，最终得到交联剂与预聚物加成反应后的交联分子模型；
步骤7：在分子动力学软件中构建氧气分子并采用步骤2中同样的方法进行几何结构优化，将优化后的氧气分子模型与交联分子模型同样通过Amorphouscell模块建立含两种分子模型的周期性立方体晶胞并采用步骤2中同样的方法进行几何结构优化，得到与实际中最接近的立方体晶胞；
步骤8：对优化后的晶胞进行NPT系统下的动力学模拟；
步骤9：分子动力学模拟完成后，通过Forcite模块中的Analysis下的Meansqua...

【专利技术属性】
技术研发人员：王权岱，梁民，惠振文，杨明顺，李淑娟，李言，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61