Page 132 - 《精细化工》2020年第12期
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·2494· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
的断裂伸长率也呈现最大值，且标准偏差最小，再 如图 6 所示，木犀草素、圣草酚的球棍模型中，
次说明在此添加比例下复合材料的相容性最好、界 紫色代表 C，白色代表 H，红色代表 O；PBS 中，
面结合力较优。同样，当花生壳纤维的添加量继续 绿色代表 C，白色代表 H，红色代表 O；虚线则代
增大，复合材料中过多的应力集中增大了晶区与非 表 PBS 与花生壳纤维所形成的氢键。从图中可以看
晶区的界面缺陷，从而使得复合材料的断裂伸长率 出，花生壳纤维中的酚羟基—OH 与 PBS 主链上的
下降。 酯基中的 C==O 相互作用，其中酚羟基中的 H 作为
2.5 复合材料 PBS/F 界面作用的分子模拟 给质子体，而 PBS 酯基中 C==O 的 O 作为受质子体，
花生壳纤维中含有大量的木犀草素及圣草酚等 形成 C==O···H—O，从而增强了 PBS 与花生壳纤维
黄酮类物质，这种物质存在着大量的酚羟基，能够 的界面相容性，使得复合材料在花生壳纤维添加量
与 PBS 形成稳定的相容体系，因此，研究了其分子 为 5%时达到最优的综合性能。
间相互作用对性能的影响。采用 GaussView 5.0 软件 2.6 复合材料 PBS/F 的 XPS 分析
构建 PBS（n=20）及木犀草素、圣草酚的小分子模 图7为PBS/5% F复合材料的XPS图谱以及C 1s、
型。采用 Materials Studio 7.0 模拟软件中 Discovery O 1s 的结合能分布曲线，表 4 为 PBS/F 复合材料中
和 Forcite 模块进行能量最小化和几何优化。对于 C 1s、O 1s 的结合能数据。
PBS 需再进行 10 个循环的退火处理，温度范围为
298~1000 K，温度梯度 10 K，以消除分子结构中局
部畸形的构象。将优化好的分子模型在 Modules
Blends Calculation 模块下进行共混，能量采样为
5
1×10 个，精度为 Fine，COMPASS 力场，分析 PBS/
木犀草素及 PBS/圣草酚的 Flory-Huggins 参数（χ）、
混合能和结合能。仿真用计算机配置如下：处理器
Inter(R) Xeon(R) CPU E5-26700@2.6Hz，安装内存
（RAM）8.00 GB，操作系统 Windows 7 64 位 [20] 。
花生壳纤维中黄酮类物质木犀草素(a)和圣草酚
(b)的结构如下所示，PBS/木犀草素、PBS/圣草酚复
合材料的共混模拟如图 6 所示。
图 6 PBS/木犀草素（a）、PBS/圣草酚（b）复合材料的 图 7 PBS/5% F 复合材料的 XPS 谱图和 C 1s、O 1s 的结
分子模拟图 合能分布
Fig. 6 Molecular simulation of PBS/luteolin (a) and PBS/ Fig. 7 XPS pattern and C 1s and O 1s binding energy
holysol (b) composite materials distribution of PBS/5% F composite material
