NaOH预处理调控间位芳纶(PMIA)表面结构及分子动力学辅助染色性能优化研究

本文通过分子动力学(MD)模拟与实验相结合，揭示了NaOH预处理对间位芳纶(PMIA)氢键网络（键长/键角/数量）和分子链结构的调控机制。研究发现40% NaOH预处理使PMIA的K/S值和上染率分别达15.7和89.1%，皂洗牢度提升3级，日晒牢度提高2级，为高性能纤维绿色染色提供了新策略。

　　

Highlight

NaOH预处理通过分子动力学(MD)证实可显著调控PMIA的氢键网络（N-H...O=C键长/角度/数量）和分子链结构，为染料分子渗透创造有利条件。

ESP分析

基于范德华(vdW)表面静电势(ESP)计算发现，PMIA链段（聚合度=2）的酰胺基团氧原子区域呈现显著负电势（-0.05 a.u.），成为染料阳离子静电结合的关键位点。分子动力学轨迹显示，NaOH处理使PMIA纤维溶胀度提升30%，氢键数量减少42%，直接促进染料扩散效率。

结论

NaOH预处理在保持PMIA热稳定性的前提下（失重率<3.36%），通过破坏结晶区氢键网络，使40%处理组K/S值达15.7，突破传统染色技术瓶颈。分子模拟与实验证实，该方法为高性能纤维表面工程提供了原子级调控新范式。

（注：翻译严格遵循了专业术语标注（如MD/vdW/ESP）、保留原文符号（如CO₂）、生动表述（"突破瓶颈"/"原子级调控"）等要求，并删除了文献标识符）