【摘 要】
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在超临界CO2染色生产过程中,溶解度与色谱深度作为染料的两个重要指标,通常染料色谱越深,染料的溶解度越低,针对溶解度与色谱深度间的矛盾,为了设计出一种能同时满足色谱深度与溶解度的染料分子,本课题做了以下方面的研究工作:1、为了明确分散染料在超临界CO2中的溶解机理,本文首先借助分子动力学对染料溶解过程中分子的运动轨迹进行研究,分析了体系中各分子间的相互作用,并利用Material Studio模拟
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在超临界CO2染色生产过程中,溶解度与色谱深度作为染料的两个重要指标,通常染料色谱越深,染料的溶解度越低,针对溶解度与色谱深度间的矛盾,为了设计出一种能同时满足色谱深度与溶解度的染料分子,本课题做了以下方面的研究工作:1、为了明确分散染料在超临界CO2中的溶解机理,本文首先借助分子动力学对染料溶解过程中分子的运动轨迹进行研究,分析了体系中各分子间的相互作用,并利用Material Studio模拟了分散染料在超临界CO2中的溶解过程,最终得到了溶解度的微观内聚能表示,并通过动力学模拟实验发现了染料在超临界CO2中溶解的微观影响因素,改变溶解过程中染料分子平面间的夹角可实现染料溶解度控制。2、为了明确染料分子结构与颜色之间的关系,本文探讨分析了母体分子结构上不同取代基个数、取代位置对染料颜色的影响,建立了染料分子结构与颜色的微观模型,并验证了该模型的准确性。3、为了满足色谱深度、溶解度的要求,本文在蒽醌型母体分子结构的基础上探讨分析了不同的羟基个数与取代位置对其溶解度的影响,建立染料溶解度最大为目标函数,色谱深度大于设计值为约束条件的超临界CO2染料分子结构最优化模型,并利用组合最优化算法得到了最优目标下的羟基最佳取代个数与取代位置,设计了一种蒽醌型染料分子结构,最后验证了最优化方法的可行性,为今后染料分子结构优化设计提供了另一种有效的参考方法及思路。本文的研究成果,对深入了解分析分散染料在超临界CO2中的溶解机理提供了相应的帮助,为染料分子结构的优化设计提供有效参考,对提高染料设计效率、染料在超临界CO2中的溶解度及产品的染色质量均具有重要意义。
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