通过数字化学战略推动聚合物供应链的环境可持续性|赞助|化学世界必威体育红利账户

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聚合物的产品生命周期——从它们的开发和制造到它们的处理和回收——对全球社会和工业伙伴来说是一个越来越重要的话题。从航空航天到消费电子的研发科学家面临着开发下一代高性能、多功能聚合物的挑战，同时还要满足社会对环境可持续性的需求。我们需要来自天然和可再生材料的新材料，这些材料可降解或易于回收，产生的废物更少，我们需要它们，而且要快。幸运的是，科学进步的持续推进有望比过去更快地给出答案。

计算机驱动的分子设计具有生成大量模拟数据的能力，有助于进入环境可持续材料设计的化学发现的新前沿。它带来了速度和准确性的承诺，它允许研发科学家扫描大分子空间，筛选和实验测试最有前途的化学物质。

计算机驱动分子设计的范式转变正在整个聚合物行业中发生

基于物理的模拟为聚合物的结构、形态、性质和化学反应性提供了可靠的预测。机器学习(ML)、深度学习和基于云的协作企业信息平台的最新进展加快了新材料和解决方案发现的速度、准确性和自动化。利用原子尺度模拟、机器学习和协同企业信息学的综合力量的数字化学战略可以加速聚合物行业的化学发现，从原材料供应商到最终产品制造商。它还为提高聚合物回收开辟了新的途径。计算机驱动分子设计的范式转变正在整个行业中发生。

来源:©Schrödinger

运输行业聚合物供应链的价值

在价值链的每个阶段，建模和模拟都可以帮助供应商和制造商加快开发速度，交付更好的产品，更快地进入市场。

原材料供应商

石化和化工原料、添加剂、各种单体和树脂的供应商。

数字模拟的影响:

开发更具环境可持续性的替代绿色原材料
- 模拟退化对焦点化学模量的影响
从替代来源设计新的化学物质，并通过模拟下游产品特性发现新的应用
- 预测环氧胺和氰酸酯等复合基体树脂中聚合物交联剂的性能
- 模拟热塑性苯乙烯-丁二烯与交联剂之间的相互作用
加快原料生产中催化剂选择的决策
- 模拟和理解环氧胺，聚氨酯和其他反应的催化机理，选择性和反应性

聚合物混合者

通过混合和/或将聚合物和添加剂混合到工艺就绪产品中制备聚合物配方的供应商。

数字模拟的影响:

开发更具环境可持续性的绿色配方
- 利用新型生物化学技术模拟和筛选最佳配方
预测替代原料在配方和最终产品中的性能
- 预测新聚合物的玻璃化转变、热稳定性和热膨胀
- 量化添加剂在聚合物中的扩散
- 了解聚合物配方的水分输送和形态稳定性
高效优化配方性能
- 预测和跟踪聚合物复合材料的吸水率
- 预测固化动力学和加工性能

最终产品制造商

将树脂制成市场成品的树脂/配方加工者。

数字模拟的影响:

设计更环保、更环保的产品
- 模拟和预测高性能树脂与生物基材料的性能，并自动发现新的生物材料
通过最终产品特性的预测建模实现可靠的决策
- 预测不同添加剂和交联剂的轮胎材料性能
通过有针对性的化学设计，从上游供应商获得对产品和加工限制至关重要的最佳化学物质
- 环氧胺反应的高通量筛选，以确定目标性能的独特组合
加快制造工艺流水线
- 预测聚合物在生产过程中的胶凝
快速筛选和识别制造和材料来源偏差的潜在原因和影响
- 预测基质对清洁溶剂的敏感性

聚合物回收

研究和设计整个聚合物供应链的可回收性。

数字模拟的影响:

设计可循环利用的聚合物
- 预测化学循环反应的选择性
扩大回收材料的使用
- 模拟回收聚合物在包装中的影响
确定使用回收材料对产品的影响
- 筛网性能变化与回收驱动的微观结构变化

推动生物基聚合物的发展

由于生物基聚合物来源于天然材料，并有望改善可降解性，因此科学家和工业界对其产生了极大的兴趣。此外，生物基聚合物可以开辟新的化学设计空间，因为可以通过生物质的酶处理来设计新的单体。然而，转向生物基聚合物会增加产品设计和开发时间的风险。传统上，新材料的开发可能需要10-20年的时间，产品需求正在迅速超过材料开发的速度。在过去的十年里，科学家们一直在寻找新的方法来加速材料的开发和满足工业需求。

我们最近的网络研讨会探讨了分子模拟对生物基聚合物发展的影响。现在观看，获得有关分子模拟如何为材料设计和开发需求提供更快、更低成本的解决方案的有价值的见解，并通过案例研究和更多内容观看演示: