發(fā)布時(shí)間：2022-01-10 02:30

　　采用Materials Studio （MS7.0）分子動(dòng)力學(xué)模擬通過休金斯參數(shù)（χ）、混合能計(jì)算（Emix）、內(nèi)聚能密度（CED）和徑向分布函數(shù)（RDF）等參數(shù)的計(jì)算,預(yù)測(cè)了聚丁二酸丁二醇酯（PBS）與明膠（GEL）、納米明膠（GNPs）共混時(shí)的相容性。其結(jié)果表明,在一定溫度、壓力條件下的體系中,PBS/GNPs復(fù)合材料的Emix和χ小于PBS/GEL的Emix和χ;RDF的計(jì)算也表明了PBS與明膠之間的作用力主要是氫鍵和靜電吸附。其次將PBS基體與不同濃度的GEL和GNPs溶液進(jìn)行溶劑雜交,制備了PBS/GEL、PBS/GNPs的復(fù)合材料。使用SEM觀察了GEL和GNPs在復(fù)合材料中的分散狀況,并用FTIR和XPS探究了GEL、GNPs與PBS的復(fù)合雜交機(jī)理。研究結(jié)果表明:GNPs暴露-OH更容易與PBS形成氫鍵,具有更好的相容性,也進(jìn)一步驗(yàn)證了分子模擬的預(yù)測(cè)。 

【文章來源】：功能材料. 2020,51(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

(a)優(yōu)化后單體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖和(b)優(yōu)化后單體空間立體結(jié)構(gòu)圖

本研究采用Materials Studio (MS7.0) 分子模擬軟件對(duì)PBS與GEL、GNPs進(jìn)行共混建模,首先用Discover模塊對(duì)PBS及GNPs進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,而后在Build模塊對(duì)構(gòu)成的PBS、GNPs的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)的幾何優(yōu)化和能量?jī)?yōu)化[20]。在Modules模塊中Amorphous Cell模塊進(jìn)行構(gòu)建高分子晶格模型;Focite模塊計(jì)算復(fù)合材料的共混結(jié)合能,設(shè)置PBS為基體,GEL、GNPs為配體,在COMPASS力場(chǎng)中以323 K,0.101 MPa,時(shí)間步長(zhǎng)為1fs時(shí)運(yùn)行NVT,將周期性邊界盒子構(gòu)型以50 ps MD模擬,在將以500 ps MD模擬運(yùn)行NPT。根據(jù)分子模擬采用Blend Analysis對(duì)體系的能量進(jìn)行參數(shù)分析。其模型構(gòu)建過程如圖2所示。1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在模擬計(jì)算時(shí)唯有運(yùn)行體系保持平衡狀態(tài)時(shí)才能復(fù)合現(xiàn)實(shí)模擬,而溫度和能量接近于某定值時(shí)才能判定為平衡狀態(tài)[23]。圖3(A/B)分別是兩種復(fù)合材料在323 K NPT運(yùn)行時(shí)50 ps和500 ps的模擬時(shí)長(zhǎng)和度。結(jié)果顯示出模擬時(shí)長(zhǎng)為500 ps時(shí)溫度更趨近于323 K;因此運(yùn)行能量與模擬時(shí)長(zhǎng)為500 ps的狀態(tài)(圖3C/D)能量也趨于定值。由圖可知,PBS/GNPs復(fù)合材料的動(dòng)能、非健能與總能量都顯著低于PBS/GEL,因此猜測(cè)PBS、GNPs具有更好的相容性。2.1.2 復(fù)合相互作用參數(shù)與結(jié)合能分布曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TPU/Leu可剝離膜的防腐性能及分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 李藝晨,張敏,翁云宣,韓俊文,李成濤.  精細(xì)化工. 2019(07)
[2]氯化鎂/甘油改性淀粉/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的結(jié)構(gòu)與性能[J]. 高俊,鄒琴,吳鵬偉,張熙.  高分子材料科學(xué)與工程. 2018(07)
[3]聚氨酯與聚氯乙烯的相容性分子模擬及共混膜的性能[J]. 劉美惠,沈惠玲,李小江,王雙雙.  高分子材料科學(xué)與工程. 2018(07)
[4]Molecular Dynamics Simulation of the Glass Transition Temperature of Fullerene Filled Cis-1,4-polybutadiene Nanocomposites[J]. Yang-Yang Gao,Feng-Yan Hu,Jun Liu,Zhao Wang.  Chinese Journal of Polymer Science. 2018(01)
[5]三種天然纖維對(duì)PBS降解性能的影響[J]. 黃志良,余娜,吳俊,陶旗,劉廷國,錢立武.  塑料科技. 2017(12)
[6]不同增容劑對(duì)PUR-T/亮氨酸復(fù)合材料性能的影響[J]. 張敏,李藝晨,王蕾,張璐.  工程塑料應(yīng)用. 2017(10)
[7]鰱魚皮明膠-海藻酸鈉復(fù)合膜的制備與性能[J]. 郭開紅,張蕾蕾,吳曉翠,熊善柏,胡筱波.  食品科學(xué). 2018(07)



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