N-亚甲基磷酸化壳聚糖的玻璃化转变温度的模拟的研究.pdfVIP

N-亚甲基磷酸化壳聚糖的玻璃化转变温度的模拟研究* 徐伟箭*，严思佳，尹辉军 （湖南大学化学化工学院，湖南大学高分子研究所，湖南 长沙 410082） 摘要：壳聚糖是由自然界中储量最丰富的胺基糖型式的多糖甲壳质经过脱乙酰作用得到的，作为一种 天然的高分子材料，壳聚糖应用广泛。其改性产物也被不断地研究发展出来，本次研究依据文献合成了N- 亚甲基磷酸化壳聚糖，并在实验室测得N-亚甲基磷酸化壳聚糖的密度，在忽略分子量对其玻璃化转变温度 的影响的条件下，在COMPASS 力场下建立了298K 时带周期性边界条件的N-亚甲基磷酸化壳聚糖分子模 型的无定性晶格的分子力学模型，对其进行了NVT ，NPT 的分子动力学模拟，进一步验证了该力场对模型 的适用性。并利用动力学模拟退火的方法，分别研究了标准大气压下，模型在473K 至273K,11 个不同温度 条件下的密度，预测了N-亚甲基磷酸化壳聚糖的玻璃化转变温度。 关键词：N-亚甲基磷酸化壳聚糖；玻璃化转变；分子模拟；COMPASS 力场 Atomistic simulation study on Glass Transition Temperature of N-methylene phosphonic chitosan Weijian Xu, Sijia Yan, Huijun Yin （Institute of Polymer Research, Department of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University, Changsha 410082 ） Abstract ：Chitosan is prepared from chitin which is one of the most abundant polysaccharides by N-deacetylation. As a natural polymer materials ， chitosan was extensively used in many fields. Its modified products were also widely study by many investigators. We synthesized N-methylene phosphonic chitosan(CP), and measure its density in room temperature. By ignoring the influence of the molecular weight on the glass transition temperature, we constructed a periodic Amorphous cell box contained N-methylene phosphonic chitosan under 298K in COMPASS force-field. By steadily molecular dynamic study in NVT and NPT system ，we proved the applicability of COMPASS in N-methylene phosphonic chitosan. In the dynamic annealing from 473K to 273K(20K as one step) ，we calculate the density of CP under the normal atmospheric pressure. According to the differences among the temperatures, we get the Glass Transition Temperature. Key words ：N-methylene phosphonic chitosan ；Glass Transition Temperature ；Atomistic simulation；Compass Force-Field 引 言 在自然界中，壳聚糖的储量巨大，其本身及其改性产物被广泛地应用于生物、医药、功 能材料等各个领域。尽管应用广泛，其分子结构及聚集态结构的复杂性使对壳聚糖的结构研