聚丙烯包装材料内百里香酚和香芹酚的扩散动力学模拟

目的利用分子动力学分析聚丙烯(PP)活性包装材料内百里香酚(THY)和香芹酚(CAR)的扩散机理。方法建立含有THY和CAR的等规、间规和无规3种PP构象的元胞模型,从均方位移角度研究THY、CAR的扩散行为,从溶解度参数、相互作用能、运动轨迹、自由体积角度探索THY、CAR的扩散机理。结果随着温度升高,THY、CAR在PP中的扩散系数增大,元胞的自由体积分数(FFV)增大,同时THY、CAR的运动轨迹范围扩大,由一个团簇逐渐形成多个团簇。在不同构象的PP中,THY、CAR的扩散系数随着PP结晶度的增加而降低,元胞的FFV随着PP结晶度的增加而增大。在相同温度、相同构象的PP中,PP与THY的相容性优于CAR,含THY元胞的FFV小于含CAR元胞的FFV,即PP对THY扩散运动的阻碍作用大于CAR,在扩散系数上体现为THY小于CAR。THY、CAR和PP的相互作用能差异不大,且相互作用能几乎由范德华力贡献。结论活性剂在PP中的扩散受多个因素影响,温度、活性剂结构、基材结构以及活性剂与基材的相容性均影响扩散,其中温度是影响扩散的主要因素,活性剂结构、基材结构以及活性剂与基材的相容性是影响扩散的次要因素。