基于分子动力学模拟的纤维素Ⅱ扩散性质研究

摘要

再生纤维素纤维具有优良的吸湿性和染色性能,但是结晶区的染色性能仍然不理想.针对结晶区难染色问题,从分子水平对纤维素Ⅱ晶体的扩散性质进行研究是十分必要的.本文构建了纤维素Ⅱ的原子模型,对该模型进行了分子动力学模拟.在系统温度为300 K时,晶胞参数相对实验结果在4.083％之内波动,说明所建模型是合理的.模拟结果表明水分子的扩散系数是纤维素Ⅱ的457.413倍,纤维素Ⅱ边缘区域的扩散系数是其整体的1.189倍,是其内部的2.254倍.边缘和中心区域的origin层的扩散系数均大于在center层.纤维素在Y轴的扩散系数最大,X轴的扩散系数其次.因此,在纤维素Ⅱ晶型中,边缘区域和Y轴方向更易于扩散.这为改进纤维素纤维染色工艺提供了一定的指导意义.