基于分子動力學模擬的纖維素Ⅱ擴散性質研究

摘要：再生纖維素纖維具有優良的吸濕性和染色性能,但是結晶區的染色性能仍然不理想。針對結晶區難染色問題,從分子水平對纖維素Ⅱ晶體的擴散性質進行研究是十分必要的。本文構建了纖維素Ⅱ的原子模型,對該模型進行了分子動力學模擬。在系統溫度為300K時,晶胞參數相對實驗結果在4.083%之內波動,說明所建模型是合理的。模擬結果表明水分子的擴散系數是纖維素Ⅱ的457.413倍,纖維素Ⅱ邊緣區域的擴散系數是其整體的1.189倍,是其內部的2.254倍。邊緣和中心區域的origin層的擴散系數均大于在center層。纖維素在Y軸的擴散系數最大,X軸的擴散系數其次。因此,在纖維素Ⅱ晶型中,邊緣區域和Y軸方向更易于擴散。這為改進纖維素纖維染色工藝提供了一定的指導意義。