建筑聚合物

在本教程中,您将学习如何使用AMS的聚合物生成器工具构建单体中的聚合物。

作为我们将要构建的一个例子 高冲击聚苯乙烯(臀部),低成本的热塑性塑料,易于制造,并且通常用于低强度结构应用,其中需要抗冲击性和可加工性。臀部是由聚苯乙烯骨架组成的接枝聚合物,其中聚丁二烯链在每个方向上分支。

第1步:从数据库加载单体

1. 开始 AmsInput..
2. 单击打开聚合物构建器工具 编辑→聚合物.......

原则上,我们可以使用正常的建筑工具和左侧的分子视口来构建单体。然后,我们还必须指定单体可以链接的链接点。但是,在实践中,更容易从Amsterdam造型套件附带的单体数据库中加载它们。

1. 类型 苯乙烯 进入 加入单体 场,按下 进入 key.
2. 类型 Buta. 进入 加入单体 字段和选择 1,4-丁二烯 从下拉菜单。
3. 使用 鼠标右键 在分子视口中 丁二烯单体远离苯乙烯。
4. 左键单击 进入分子视口中取消选择所有原子。

您现在应该看到分子视口中的两种单体。

../_images/polymer_builder_1.png.

Note that each of the two monomers as two link points, designated by the small light blue spheres and the label, e.g. 1A. The number in the label designates the monomer that this link point belongs to (in the order they were loaded/built), while the letter labels the different link points on each monomer.

第2步:生长聚合物

Let us first set up the polystyrene back bone. We would obtain pure polystyrene if we just linked the styrene monomers via 1A 1B. Let us actually do that now.

1. 点击 + 旁边 链接.
2. 确保这一点 appearing link specification has 1A and 1B selected.
3.单体重复20.
4. 点击 产生 在聚合物助洗剂面板的底部。
../_images/polymer_builder_1int.png.

如您所见,我们现在具有纯聚苯乙烯链,而丁二烯单体根本没有使用。这只是因为我们没有设置包含任何链接点的链接规则。现在让我们解决这个问题,并种植真正的高冲击聚苯乙烯。

1.编辑→撤消 (或者 Ctrl / cmd + z 热键)解除聚苯乙烯的一代。

为了将聚丁二烯侧链连接到聚苯乙烯骨架上,首先需要将更多的链接点添加到苯乙烯单体中。否则,在没有终止骨干的情况下,没有地方可以连接侧链。

1. Select both hydrogen atoms on the outer carbon atom of the styrene monomer, i.e. the one which also has the 1A link. (Shift +左键单击 将原子添加到选择。)
2. 点击 代替 按钮旁边 设置链接点.

The last carbon atom in the tail of the styrene monomer should now have three link points. We already used 1A 至 make backbone link to 1B. Ergo we can not use this link to attach the butadiene chains since it might terminate our backbone. However, we can use the newly created links 1C and 1D 至 grow the side chains.

1. 点击 + 旁边 链接.
2. 放 the new link specification to 1C and 2A.
1. 点击 + 旁边 链接 again.
2. 放 the new link specification to 1D and 2A.

这允许将丁二烯单体与骨干连接。然而,我们也希望这些侧链能够成长为聚丁二烯。 ERGO我们需要设置最后一个链接,允许将丁二烯单体彼此联系起来。

1. 点击 + 旁边 链接.
2. 放 the new link specification to 2A and 2B.

聚合物助洗剂通过根据我们为每个链路设置的重量随机制备链接来增长聚合物。随着我们的骨干长大,我们得到了越来越多的开放式侧链,更多的丁二烯单体可以联系起来。另一方面,骨干可以生长的链接点的数量是恒定的:一个在骨干链的每个端部!因此,随机挑选具有相等权重的新链接将导致具有极长的侧链的非常短的骨干,这可能不是我们想要的。因此,我们将减少丁二烯单体之间的联系的重量,以控制侧链的长度。

1.单体重复100.
2. 设置新链接的重量 0.1.
../_images/polymer_builder_2.png

这就是我们所需要的。我们现在准备好开始生长高冲击聚苯乙烯聚合物。

1. 点击 产生 在聚合物助洗剂面板的底部。
2. 观察你的聚合物生长。可能需要一分钟左右。
../_images/polymer_builder_3.png

As the polymer is growing you can see the labels of the currently still open link points. As mentioned above these are mostly the open 2B link points, hence the lower weight for the 2A2B linking.

第3步:用UFF优化结构

一旦构建了整个聚合物,我们应该用UFF优化其几何形状。聚合物助剂在将单体连接在一起相对激烈,虽然它将确保结果是空间上不完全不合理,但它仍然可能从不同单体中的彼此不受不同的单体。使用UFF的快速优化是完美的,可以解决这些情况,因为它将使用聚合物构建器设置的拓扑,而不是在优化期间不形成或破坏键​​。 UFF Forcefield是Forcefield模块中的默认强制域。

小费

始终用UFF优化聚合物生成器的输出。

小费

UFF Forcefield现在是Forcefield模块的一部分。

1. 关闭 聚合物助洗剂工具。
2. 选择Forcefield Panel: adf.→Forcefield.
3. 确保这一点 任务 设定为 几何优化.
../_images/polymer_builder_4.png.
1. 使用工作 文件→运行.
2. 在即将推出的Amsjobs窗口中选择您的工作,然后单击 SCM→电影.
3. 观看运行优化 Amsmovie。它应该只需要几分钟。

你可能会看到能量减少 很多 在UFF解析所有空间冲突的前​​几个优化步骤中。一旦优化完成,您应该有一个美丽的聚合物:

../_images/polymer_builder_5.png.