聚乳酸降解的計算機(jī)模擬.pdf

1、為了從分子水平考察聚乳酸的降解過程，本文使用計算機(jī)模擬的方法研究聚乳酸的降解過程，并與文獻(xiàn)報道的實驗結(jié)果進(jìn)行了比較。 Monte Carlo方法可實現(xiàn)聚合物降解過程的模擬：輸入反應(yīng)參數(shù)，程序?qū)丛O(shè)定的機(jī)理模擬降解反應(yīng)過程，速度比降解實驗快近千倍。在本文的模型里，降解機(jī)理既包括隨機(jī)斷裂方式，也包括末端斷裂方式及中間斷裂方式。在本文中既考察了這些斷裂方式各自獨立的影響，同時也使用模擬退火算法實現(xiàn)多種斷裂方式的最優(yōu)組合。并單獨就分子量

2、對聚乳酸降解的影響進(jìn)行了討論：不同分子量的分子被視為不同的反應(yīng)物，具有不同的反應(yīng)速率。將這些反應(yīng)速率用函數(shù)關(guān)聯(lián)起來，可避免需要處理的方程數(shù)爆炸式增長。通過調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián)函數(shù)的參數(shù)，模型可以適應(yīng)不同的降解過程。根據(jù)實驗結(jié)果反衍推得的參數(shù)包含降解機(jī)理的信息，例如，在伸直鏈晶聚乳酸的降解中，其中分子量高的分子有競爭優(yōu)勢，因而降解速率更快。 本文對兩種形態(tài)結(jié)構(gòu)比較簡單的聚乳酸一無定形的聚乳酸(結(jié)晶度為0)和伸直鏈晶的聚乳酸進(jìn)行了詳細(xì)的研究，在

3、此基礎(chǔ)上對既含無定形區(qū)又有晶區(qū)的聚乳酸的降解進(jìn)行了模擬。 采用三種斷裂方式單獨存在和三者共存的模擬結(jié)果顯示，對于無定形的聚乳酸，中間斷裂機(jī)理是主導(dǎo)機(jī)理；對于伸直鏈晶的聚乳酸，末端斷裂機(jī)理是主導(dǎo)機(jī)理。 對于既含晶區(qū)又含無定形區(qū)的聚乳酸，本文以統(tǒng)計學(xué)的觀點討論了反應(yīng)發(fā)生在分子鏈上的位置。將決定斷裂反應(yīng)發(fā)生位置的因素分為：晶區(qū)的分布和無定形區(qū)的反應(yīng)速率。我們根據(jù)已有的實驗結(jié)論和聚乳酸微觀結(jié)構(gòu)知識推測：被晶區(qū)包埋得越深的無定形區(qū)