水溶性聚合物与硬石膏晶体相互作用的分子动力学模拟

摘要

用分子动力学(MD)方法,模拟计算了6种水溶性聚合物阻垢剂{聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物[P(AA-co-MAE)]、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物[P(AA-co-HPA)]、聚马来酸(HPMA)、丙烯酸-马来酸共聚物[P(AA-co-MA)]}与硬石膏晶体的相互作用.结果发现,聚合物与硬石膏晶体结合能的大小排序为P(AA-co-MA)＞HPMA＞P(AA-co-HPA)＞P(AA-co-MAE)＞PMAA＞PAA,同种聚合物阻垢剂对硬石膏两晶面生长的抑制能力相差不大.对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明,体系结合能主要由库仑作用提供.与硬石膏晶体结合的聚合物发生明显形变,但形变能远小于体系的非键作用能.聚合物中不同位置羧基的动力学行为差别很大,链端羧基的运动翻转比链中部羧基剧烈得多,因后者与硬石膏晶体的结合比前者牢固而能更有效地抑制垢晶体生长.