功能性合成橡胶的信息学研究

用材料信息学方法研究了橡胶共混物的结构与物理性能之间的关系。本文以轮胎胶常用的SBR(丁苯橡胶)/IR(异戊二烯橡胶)/白炭黑并用胶为研究对象,在计算机上创建模型结构,并用有限元法(FEM)计算了物理特性。通过对模型结构进行三维结构分析,获得了以结构特性作为解释变量和以计算值作为目标变量的数据集。为了阐明每种结构特性对物理性能的影响,以用50%定伸应力(M50)作为目标变量的数据集进行了机械研究。模型的预测精度为R²值高达0.87。此外,Shapley附加解释[Shapley Additive ex Planation(SHAP)]分析表明,SBR相的连续性和相分离界面的形状对物理特性特别重要。最后,我们创建了一个结构-性能相关图,可以让我们在没有科研设备的情况下使能满足目标物理特性的胶料和结构的研究范围变窄,这样就可以缩短材料的开发周期。