Patent DE-102016115632-B4 (DE)
Title: Verfahren zur Bestimmung einer Polymermodifikation mit einer gewünschten physikalischen Materialeigenschaft
Inventor: WILKE ANDREAS
IPC: G06F30/00
Filed: 2016-08-23
Granted: 2022-09-29
Abstract: Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines modifizierten Polymers (302) ausgehend von einem unmodifizierten Polymer (300), wobei das modifizierte Polymer eine gewünschte physikalische Materialeigenschaft aufweist, wobei das unmodifizierte und das modifizierte Polymer jeweils Moleküle aufweisen, wobei jedes Molekül eine Kette identischer, chemisch miteinander verbundener Kopien zumindest eines Monomers (210) aufweist, wobei das Monomer chemisch miteinander verbundene Atome aufweist, wobei das Verfahren ein Aufteilen des Monomers des unmodifizierten Polymers in chemisch miteinander verbundene Atomgruppen (220) umfasst, wobei jede Atomgruppe einem Gruppentyp zugeordnet ist und chemisch miteinander verbundene Atome umfasst, wobei identische Atomgruppen identischen Gruppentypen zugeordnet sind, wobei das Verfahren umfasst:a) Erstellen eines Kugelmodells (202), wobei das Erstellen umfasst:i. Zuordnen eines Kugelradius zu jedem Gruppentyp,ii. Definieren von Paarwechselwirkungen für Kombinationen von Atomgruppen (220) von jeweils zwei Gruppentypen, wobei jede Paarwechselwirkung zumindest durch einen effektiven Kugelradius und ein Paarpotential beschrieben wird, wobei der effektive Kugelradius von den beiden Kugelradien der jeweiligen Kombination abhängt, wobei das Paarpotential eine Funktion des effektiven Kugelradius sowie eines Abstands zwischen den jeweiligen Atomgruppen ist, wobei die Funktion Koeffizienten aufweist,b) Unter Verwendung des Kugelmodells (202), Durchführen einer Molekulardynamik-, MD-, Simulation für ein Modellensemble, wobei Parameter der MD-Simulation die effektiven Kugelradien und die Koeffizienten umfassen,wobei zunächst die Schritte a) und b) für das unmodifizierte Polymer (300) durchgeführt werden, wobei das Modellensemble die Moleküle des unmodifizierten Polymers aufweist, wobei aus der MD-Simulation ein Ausgangswert für eine physikalische Größe resultiert, wobei das Verfahren anschließend ferner umfasst:c) Vergleichen des Ausgangswertes mit einem Referenzwert,d) Falls der Ausgangswert außerhalb eines ersten Toleranzbereichs um den Referenzwert liegt, Variieren von zumindest einem der Parameter und Wiederholen der Schritte b) und c), bis finale Parameterwerte der Parameter bestimmt sind, für welche der Ausgangswert innerhalb des ersten Toleranzbereichs liegt,e) Durchführen der Schritte a) und b) für das modifizierte Polymer (302), wobei das Monomer (210) des modifizierten Polymers aus dem Monomer des unmodifizierten Polymers (300) durch An- oder Einbinden von zumindest einer Erweiterungsgruppe (310) hervorgeht, wobei das Modellensemble die Moleküle des modifizierten Polymers aufweist, wobei die Wiederholung von Schritt b) unter Konstanthalten der finalen Parameterwerte durchgeführt wird und aus der MD-Simulation ein Vorhersagewert einer weiteren physikalischen Größe resultiert,f) Vergleichen des Vorhersagewertes mit einem Sollwert, welcher der gewünschten Materialeigenschaft entspricht,g) Falls der Vorhersagewert außerhalb eines zweiten Toleranzbereichs um den Sollwert liegt, Wiederholen der Schritte e) und f), bis ein modifiziertes Polymer (302) vorliegt, für welches der Vorhersagewert innerhalb des zweiten Toleranzbereichs liegt.