Materials Studio 计算溶解度参数

计算背景：

化学物质的溶解度参数在石油化工行业应用广泛。比如在油田化学领域，为了保护油层，防止聚合物油田化学剂可能引起的油层污染，因此在选择聚合物或者溶剂时，都应事先考虑它们的水溶性或酸可溶性，这就要求必需了解它们的溶解度参数。

化学物质溶解度参数是决定化学物质是否相容的重要因素，因而决定了它在油田化学领域中的重要性。获得化学物质溶解度参数的通常做法是查阅化学手册或者直接实验，然而，相当多的化学物质是化学手册中所没有的，而做实验既费时又费力，还消耗大量的实验经费。因此通过计算机模拟计算化学物质的溶解度参数来解决工业应用问题是一个非常好的选择。

主要步骤：

（1）利用Materials Studio（MS）或其他软件画出待计算化学物质的分子模型，使用Packmol进行盒子构建；

（2）MS的Forcite板块中的“结构优化”程序对步骤（1）中的结构进行多次计算，得到合理的优化结构；

（3）MS的Forcite板块中的“退火”程序模拟实际情况下的温度变化，松弛分子间相对位置，对步骤（2）中经能量最小化处理的数据结构文件进行进一步优化；

（4）MS的Forcite板块中的“动力学”程序对步骤（3）中所建立的待计算化学物质依次在NPT和NVT情况下进行合理时长的动力学优化，得到分子动力学轨迹文件；

（5）MS的Forcite板块中的“内聚能密度”程序分析上述动力学轨迹文件。计算完成后即可得到有溶解度参数的数据。

总结：

可将最后得到的结果相互对比，某些个物质在某一温度下溶解度参数相近，即为具有较好的相容性。实际实验中可将该物质在该温度下进行混合，理论上所得混合物在其他温度下具有更好的相容性。可在橡胶抗老化剂、石油助燃剂等行业中使用，对后续实验具有指导性意义。

来源：320科技工作室.