JP5985203B2 - 無定形高分子のガラス転移温度の算出装置、その方法及びプログラム - Google Patents
無定形高分子のガラス転移温度の算出装置、その方法及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5985203B2 JP5985203B2 JP2012037774A JP2012037774A JP5985203B2 JP 5985203 B2 JP5985203 B2 JP 5985203B2 JP 2012037774 A JP2012037774 A JP 2012037774A JP 2012037774 A JP2012037774 A JP 2012037774A JP 5985203 B2 JP5985203 B2 JP 5985203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- glass transition
- calculating
- calculation
- curvature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
入力部12は、対象となる無定形高分子の分子構造を含む情報を取得する。分子構造としては、無定形高分子を構成するモノマーなどの繰り返し単位の構造、複数種の単位からなる場合にはその構成比、重合度、及び分子鎖の数などが挙げられ、これらのデータが入力される。
分子動力学計算部14は、上記無定形高分子の情報を用いて、無定形高分子の温度毎の平均二乗変位(以下、MSDという。)を分子動力学シミュレーションにより計算する。無定形高分子に対する分子動力学シミュレーション自体は、上記特許文献1に記載されているように公知である。例えば、無定形高分子を原子モデルで構成する場合、原子の間にいくつかのポテンシャル関数を設定し、ニュートンの運動方程式に従って原子位置を徐々にずらしていき、このようにして時々刻々と変化する原子位置が統計的な平衡状態に達する状況をシミュレートするのが分子動力学シミュレーションである。
近似曲線計算部16は、上記MD計算で求めたMSDと温度との関係に基づいて、温度に対するMSDの近似曲線を計算する。詳細には、図4に示すように、MSDと温度との関係をプロットし、プロットした離散データを基に、最適化アルゴリズムを用いて、図5に示すような近似曲線を求める。
曲線計算部18は、上記近似曲線の曲率を計算して温度に対する曲率の変化を求める。詳細には、上記で得られた近似曲線を用いて、各温度における曲率を計算し、図6に示すように、温度−曲率の関係としてプロットして両者の関係を求める。
ガラス転移温度算出部20は、上記温度と曲率の関係に基づいて、図6に示すように、曲率が最大値となるときの温度を、当該無定形高分子のガラス転移温度(Tg)として算出する。その際、温度と曲率の関係をプロットした離散データを基に、最適化アルゴリズムを用いて、温度−曲率の近似曲線を求め、該近似曲線を用いて曲率を最大にするに温度を用いてもよい。その場合の近似曲線としては、上記温度−MSDと同様、多項式近似曲線、指数関数近似曲線、スプライン関数近似曲線などの非線形近似曲線が用いられる。また、近似曲線を計算する際の最適化アルゴリズムとしても、上記と同様、最小二乗法、Levenberg-Marquardtアルゴリズムによる非線形最小二乗法、遺伝的アルゴリズムによる非線形最小二乗法などが挙げられる。該近似曲線の相関係数は0.98以上であることが好ましい。
出力部22は、上記により得られたガラス転移温度を出力する。ガラス転移温度の出力は、ディスプレイによって表示したり、プリンタによって印刷したりすることにより行うことができる。
分子動力学シミュレーションには、公開プログラムのLAMMPS[Large-Scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator:米国サンディア国立研究所]を用いた。上記実施形態に従い、実施例1ではポリブタジエン(BR)について、また、実施例2ではポリイソプレン(IR)について、ガラス転移温度を算出した。
16…近似曲線計算部 18…曲線計算部 20…ガラス転移温度算出部
30…システム作成部 32…冷却部 34…平衡化部
36…平均二乗変位計算部 38…判定部
Claims (6)
- 無定形高分子のガラス転移温度を算出する算出装置であって、
無定形高分子の分子構造を含む情報を取得する入力部と、
取得した情報を用いて前記無定形高分子の温度毎の平均二乗変位を分子動力学シミュレーションにより計算する分子動力学計算部と、
前記温度に対する前記平均二乗変位の近似曲線を計算する近似曲線計算部と、
前記近似曲線の曲率を計算して温度に対する前記曲率の変化を求める曲率計算部と、
前記温度に対する曲率の変化において当該曲率が最大値となるときの温度をガラス転移温度として算出するガラス転移温度算出部と、
を有することを特徴とする無定形高分子のガラス転移温度の算出装置。 - 前記分子動力学計算部は、
予想されるガラス転移温度よりも高温にて前記無定形高分子をモデル化したシステムを作成するシステム作成部と、
前記システムを所定温度毎に冷却する冷却部と、
冷却したシステムを平衡化させる平衡化部と、
平衡化した状態で当該温度での平均二乗変位を計算する平均二乗変位計算部と
前記システムの温度が指定温度に到達したか否かを判定し、到達していなければ、前記冷却部、平衡化部及び平均二乗変位計算部の処理を繰り返すように制御する判定部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の算出装置。 - 無定形高分子のガラス転移温度を算出する算出方法であって、
算出装置が、
無定形高分子の分子構造を含む情報を取得する入力ステップと、
取得した情報を用いて前記無定形高分子の温度毎の平均二乗変位を分子動力学シミュレーションにより計算する分子動力学計算ステップと、
前記温度に対する前記平均二乗変位の近似曲線を計算する近似曲線計算ステップと、
前記近似曲線の曲率を計算して温度に対する前記曲率の変化を求める曲率計算ステップと、
前記温度に対する曲率の変化において当該曲率が最大値となるときの温度をガラス転移温度として算出するガラス転移温度算出ステップと、
を実行することを特徴とする無定形高分子のガラス転移温度の算出方法。 - 前記分子動力学計算ステップは、
予想されるガラス転移温度よりも高温にて前記無定形高分子をモデル化したシステムを作成するシステム作成ステップと、
前記システムを所定温度毎に冷却する冷却ステップと、
冷却したシステムを平衡化させる平衡化ステップと、
平衡化した状態で当該温度での平均二乗変位を計算する平均二乗変位計算ステップと
前記システムの温度が指定温度に到達したか否かを判定し、到達していなければ、前記冷却ステップ、平衡化ステップ及び平均二乗変位計算ステップの処理を繰り返すように制御する判定ステップと、
を有することを特徴とする請求項3記載の算出方法。 - 無定形高分子のガラス転移温度を算出するプログラムであって、
コンピュータに、
無定形高分子の分子構造を含む情報を取得する入力機能と、
取得した情報を用いて前記無定形高分子の温度毎の平均二乗変位を分子動力学シミュレーションにより計算する分子動力学計算機能と、
前記温度に対する前記平均二乗変位の近似曲線を計算する近似曲線計算機能と、
前記近似曲線の曲率を計算して温度に対する前記曲率の変化を求める曲率計算機能と、
前記温度に対する曲率の変化において当該曲率が最大値となるときの温度をガラス転移温度として算出するガラス転移温度算出機能と、
を実現させるための無定形高分子のガラス転移温度の算出プログラム。 - 前記分子動力学計算機能は、
予想されるガラス転移温度よりも高温にて前記無定形高分子をモデル化したシステムを作成するシステム作成機能と、
前記システムを所定温度毎に冷却する冷却機能と、
冷却したシステムを平衡化させる平衡化機能と、
平衡化した状態で当該温度での平均二乗変位を計算する平均二乗変位計算機能と
前記システムの温度が指定温度に到達したか否かを判定し、到達していなければ、前記冷却機能、平衡化機能及び平均二乗変位計算機能の処理を繰り返すように制御する判定機能と、
を有することを特徴とする請求項5記載の算出プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012037774A JP5985203B2 (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 無定形高分子のガラス転移温度の算出装置、その方法及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012037774A JP5985203B2 (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 無定形高分子のガラス転移温度の算出装置、その方法及びプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013174956A JP2013174956A (ja) | 2013-09-05 |
JP5985203B2 true JP5985203B2 (ja) | 2016-09-06 |
Family
ID=49267822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012037774A Active JP5985203B2 (ja) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | 無定形高分子のガラス転移温度の算出装置、その方法及びプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5985203B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6368212B2 (ja) * | 2014-10-01 | 2018-08-01 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料のシミュレーション方法 |
JP6050903B1 (ja) * | 2016-01-22 | 2016-12-21 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料のシミュレーション方法 |
CN110021380B (zh) * | 2019-04-25 | 2022-10-11 | 济南大学 | 一种基于分子动力学模拟探究玻璃体系中各原子扩散性质的方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09127030A (ja) * | 1995-11-01 | 1997-05-16 | Sekisui Chem Co Ltd | 無定形高分子のガラス転移温度の予測方法 |
JP3309820B2 (ja) * | 1998-12-02 | 2002-07-29 | 日本電気株式会社 | 拡散係数抽出方法及び抽出装置 |
JP2010181342A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Bridgestone Corp | ゴム材料の変形挙動予測装置及びゴム材料の変形挙動予測方法 |
JP5269732B2 (ja) * | 2009-09-28 | 2013-08-21 | 株式会社ブリヂストン | ゴム材料の変形挙動予測方法およびそれに用いられる装置 |
-
2012
- 2012-02-23 JP JP2012037774A patent/JP5985203B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013174956A (ja) | 2013-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hung et al. | Universal localization transition accompanying glass formation: Insights from efficient molecular dynamics simulations of diverse supercooled liquids | |
JP5985203B2 (ja) | 無定形高分子のガラス転移温度の算出装置、その方法及びプログラム | |
JP4665614B2 (ja) | ポリマー材料の設計システム | |
US8635174B2 (en) | Information processing apparatus, observation value prediction method, and program | |
JP6085224B2 (ja) | フィラー間の相互作用ポテンシャルの計算方法 | |
JP6097130B2 (ja) | 高分子材料のシミュレーション方法 | |
WO2013042600A1 (ja) | Chabocheモデルを用いた応力-ひずみ関係シミュレーション方法、応力-ひずみ関係シミュレーションシステム、応力-ひずみ関係シミュレーションプログラム | |
JP2012216173A (ja) | 熱流体シミュレーションプログラム,熱流体シミュレーション装置および熱流体シミュレーション方法 | |
WO2011148639A1 (ja) | 分子間力のシミュレーション手法 | |
WO2012046740A1 (ja) | ゴム製品の弾性応答性能の予測方法、設計方法、及び弾性応答性能予測装置 | |
JP7040152B2 (ja) | 高分子材料のシミュレーション方法 | |
JP2013250242A (ja) | 高分子の粘弾性計算装置、その方法及びプログラム | |
JP5782604B2 (ja) | 情報処理装置及びプログラム | |
JP6554995B2 (ja) | 高分子材料のシミュレーション方法 | |
JP6053418B2 (ja) | 解析方法および解析装置 | |
JP5623859B2 (ja) | ゴム製品の弾性応答性能の予測方法、設計方法、及び弾性応答性能予測装置 | |
JP6368212B2 (ja) | 高分子材料のシミュレーション方法 | |
JP6050903B1 (ja) | 高分子材料のシミュレーション方法 | |
JP6711186B2 (ja) | 高分子材料のシミュレーション方法 | |
JP7290037B2 (ja) | ゴム材料のシミュレーション方法及びゴム材料の製造方法 | |
JPH09127030A (ja) | 無定形高分子のガラス転移温度の予測方法 | |
JP6368684B2 (ja) | 推定方法、装置、及びプログラム | |
CN117352109B (zh) | 应用于钛合金锻造的虚拟建模方法、装置、设备、介质 | |
JP6434805B2 (ja) | 高分子材料のシミュレーション方法 | |
JP2022100977A (ja) | 高分子材料のシミュレーション方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160322 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160509 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160726 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160803 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5985203 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |