【技术实现步骤摘要】
一种聚乳酸复合材料模型构建及性能预测方法
本专利技术属于高分子材料模拟领域，特别涉及一种基于materialsstudio的聚乳酸复合材料模型构建及性能预测方法。
技术介绍
伴随全球经济发展和人口稳定增长，气候变暖以及可利用资源所剩不多，发展环境友好型的生物可降解材料迫在眉睫。聚乳酸（PLA）作为一种完全生物可降解材料，以其优良的生物降解性、生物吸收性和生物相容性，在应用价值方面是生物可降解材料中最具潜力的一种，而聚乳酸想要广泛的应用，强度还较低，韧性和耐温性也较差，针对这些特点需要对聚乳酸材料进行改性研究。当前有关聚乳酸材料的研发主要依靠科学家们的理论推导和大量试验进行尝试，随着计算机技术的高速发展，有些实验可以借助模拟手段来预测，对实际实验的进行起着积极指导作用，还可以降低实验的预算。分子动力学模拟在材料的研究领域已经逐渐发展为一种重要的研究手段，它具有周期短、成本低等优点，还具有模拟纳观层面上的物理变化的独特优势，并在相关领域发挥着重大作用。如何减轻实验成本带来的负担以及纳米尺度上制备和操作样品的困难，...
【技术保护点】
1.一种基于materials studio的聚乳酸复合材料模型构建及性能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1）借助build polymers构建聚乳酸分子链，再将建立好的聚乳酸分子链通过Forcite模块进行几何优化；/nS2）构建不同长度的碳纳米管模型，在碳纳米管外表面接枝官能团，构建碳纳米管模型和官能化碳纳米管模型；/nS3）借助Amorphous Cell模块依据蒙特卡洛方法搭建纯聚乳酸材料、碳纳米管/聚乳酸复合材料、官能化碳纳米管/聚乳酸复合材料无定型晶胞；/nS4）借助Forcite模块对建立好的模型进行能量最小化和分子动力学驰豫计算；/nS5）利用M...
【技术特征摘要】
1.一种基于materialsstudio的聚乳酸复合材料模型构建及性能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1）借助buildpolymers构建聚乳酸分子链，再将建立好的聚乳酸分子链通过Forcite模块进行几何优化；
S2）构建不同长度的碳纳米管模型，在碳纳米管外表面接枝官能团，构建碳纳米管模型和官能化碳纳米管模型；
S3）借助AmorphousCell模块依据蒙特卡洛方法搭建纯聚乳酸材料、碳纳米管/聚乳酸复合材料、官能化碳纳米管/聚乳酸复合材料无定型晶胞；
S4）借助Forcite模块对建立好的模型进行能量最小化和分子动力学驰豫计算；
S5）利用Mechanicalproperties中常应变方法计算晶胞模型力学性能参数；通过改变晶胞的边长达到拉伸目的，展示应力应变关系，分析材料拉伸性能；对比分析相同温度、压强条件下纯聚乳酸材料、碳纳米管/聚乳酸复合材料、官能化碳纳米管/聚乳酸复合材料模拟的力学性能参数和应力应变关系，得到预测结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于materialsstudio的聚乳酸复合材料模型构建及性能预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，构建聚乳酸分子链时，预先构建单体分子模型，预先设置好分子链的聚合度；通过Smart算法优化几何结构，预先设置力、能量和位移最大收敛容差，几何优化过程最大迭代次数。
3.根据权利要求1所述的一种基于materialsstudio的聚乳酸复合材料模型构建及性能预测方法，其特征在于，所述步骤S2中，为了消除非键合碳原子的影响，对构建的碳纳米管和官能化碳纳米管模型两端进行加氢处理；在构建好的不同长度的碳纳米管和官能化碳纳米管使用共轭梯度法对模型进行优化。
4.根据权利要求1所述的一种基于materialsstudio的聚乳酸复合材料模型构建及性能预测方法，其特征在于，所述步骤S3中，构建复合材料无定型晶胞时，将碳纳米管与官能化碳纳米管的质心置于晶胞的体心位置，使得两种类型的碳纳米管模型的轴向与X方向平行。
5.根据权利要求4所述的一种基于materialsstudio的聚乳酸复合材料模型构建及性能预测方法，其特征在于，构建复合材料无定型晶胞模型时，预先设置计算模拟无定型晶胞的初始温度和初始密度。
6.根据权利要求...
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