D5中聚酯结构变化的分子模拟研究
2021-10-09王冬爽焦明立3
郑 瑾, 张 琦, 宋 梦, 王冬爽, 杨 凯, 焦明立3,
(1.中原工学院 纺织学院,河南 郑州 450007; 2.纺织服装产业河南省协同创新中心,河南 郑州 450007;3.河南省功能性纺织材料重点实验室,河南 郑州 450007;4.中原工学院 材料与化工学院,河南 郑州 450007;5.中原工学院 服装学院,河南 郑州 450007)
0 引言
聚酯非水染色的介质包括超临界二氧化碳[1-2]、液体石蜡[3]和有机溶剂[4-5]等。近年来,有机硅溶剂特别是D5备受关注[6-8]。吴浩等[9]认为D5对PET(polyethylene terephthalate)有一定的溶胀作用,但在D5中PET纤维并不能充分膨化,纤维大分子链运动不充分,难以达到水浴染色的效果[10]。Wang等[11]在D5非水溶剂染色体系中添加了促进剂,发现促进剂提高了分散染料在PET上的上染率,利用共焦激光扫描显微镜测量纤维直径后发现,促进剂改善了有机硅溶剂中PET的溶胀性。PET的微观结构变化与非水溶剂染色密切相关,对PET的微观结构展开研究,特别是对溶胀和上染过程中PET自由体积变化的研究,将有利于加深对非水溶剂染色机理的认识。
分子动力学模拟有助于了解聚合物微观结构[12],Takeuchi等[13]用分子动力学模拟的方法,研究了玻璃化转变温度以上小分子在非晶聚合物中的扩散过程,发现自由体积是扩散的主导因素,而分子链的柔性又影响自由体积的分布,链的柔性越高,扩散系数越大,扩散表观活化能越低。Zhang等[14]采用分子动力学模拟研究了聚乙烯醇(PVA)在水/乙醇溶液中的溶胀性能,发现在PVA链间形成的容纳水和乙醇的孔穴,随着溶胀程度的增加,孔穴的数量和尺寸均增加,水和乙醇在溶胀PVA中的扩散系数随溶胀度线性增加。……