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用量子化学反应路径计算和耗散粒子动力学模拟热固性树脂固化( Thermoset resin curing simulation using quantum-chemical reaction path calculation and dissipative particle dynamics )
Yoshiaki Kawagoe Gota Kikugawa Keiichi Shirasu Tomonaga Okabe
热固性树脂通常用作碳纤维增强塑料的基体，需要固化程序。本文提出了一种基于耗散粒子动力学(DPD)的固化模拟技术，它比传统的全原子分子动力学（AA-MD）模拟可以模拟更大的体系和更长的时间周期。固化DPD模拟可以根据量子化学反应路径计算得到的反应类型，考虑各反应活性，准确地反映热固性树脂的放热反应过程。固化DPD模拟得到的固化反应过程与传统的固化AA-MD模拟结果吻合较好，但运行时间和计算资源分别减少了1/480和1/10倍。我们还进行了反向映射，通过反向映射可以从DPD系统重建AA-MD系统，以评估结构和热机械性质。重建体系的X射线衍射图和热机械性质与固化AA-MD模拟和实验装置得到的结果吻合较好。因此，通过对固化DPD的模拟，可以以极低的计算成本得到固化树脂AA-MD体系，并可以准确地评价树脂的热机械性能。所提出的固化模拟技术可用于高通量筛选更好的材料性能和大型系统计算。
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