苯并恶嗪研究进展6

(c)
Fig.7-13 Radial distribution function of 2,4-dichloro-polybenzoxazine (amⅡ) (a) Total (b) H/N (c) H/O
径向分布函数函数（RDF）
(d)
(e)
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(f)
Fig.7-14 Radial distribution function of p-cresol-polybenzoxazine (amⅣ) (d) Total (e) H/N (f) H/O
0.24 120.38 -139.34 11.95
16.81
0.47 152.35 -162.11 47.17
二氯酚型
对甲酚型
聚苯并噁嗪单链结构的模拟
• 二氯酚型聚苯并噁嗪（含醚键结构）
能量高，不稳定
氯
Fig.7-4 Structure of enegy-minimized isolated chain of polybenzoxazine (Ⅰ) left―full view right―end view
所得元胞参数如下：
amⅠ: a=15.82Å b=15.61Å c=15.83Å α=89.20° β=91.05° γ=88.86°
amⅡ: a=14.96Å b=15.45Å c=14.57Å α=94.93° β=92.71° γ=92.05° amⅢ: a=15.67Å b=15.73Å c=15.67Å α=89.49° β=89.40° γ=90.06° amⅣ: a=14.96Å b=15.45Å c=14.57Å α=94.93° β=92.71° γ=92.05° amⅤ: a=15.75Å b=16.95Å c=14.99Å α=90.29° β=90.53° γ=93.04° 这五种聚苯并噁嗪的元胞均接近于立方体，元胞参数相近，证明五种 聚苯并噁嗪均为各向同性的非晶形结构
聚苯并噁嗪无定形结构分析
链结构
2, 4-dichloropolybenzoxazine(amⅡ) Cell Volume (A**3)： Density (g/cc)： Molecular Weight： 3391.14 1.3961 (obs.1.4048) 2803.56
p-cresolpolybenzoxazine(amⅣ) 3322.12 1.1707 (obs.1.1896) 2254.93 8.8453 9.6485
Fig.7-10 Periodic unit cells of amorphous polybenzoxazine（amⅡ） The central cell and its contents are replicated in all directions in space.
聚苯并噁嗪无定型结构的模拟
聚苯并噁嗪力学性能预测
2,4-dichloropolybenzoxazine(amⅡ) 16.6403 6.0095e-02 18.1798 p-cresolpolybenzoxazine(amⅣ) 5.6454 1.7714e-01 X 11.8013
Dipole Moment (Debye)：8.1459 Radius of Gyration (A)：10.6609
End-End Distance (A)： 17.3217
14.0577
均方末端距与均方回转半径
径向分布函数函数（RDF）
(a)
(b)
r>4Å时不存在尖峰
2～3Å处 氢键 氢键以H…N为主 1Å处 H–O键长
聚苯并噁嗪无定型结构的模拟
计算方法
• Monte Carlo法 • 周期边界条件
• 共轭梯度法优化，RMS=0.1kcal/mol
• NPT法（温度从300K～800K） • 交替运用能量优化和动态模拟 • 模拟退火法，时间为20PS（T=900～300K）
聚苯并噁嗪无定型结构的模拟
二氯酚型聚苯并噁嗪（含对胺基结构）的周期元胞图
能量高，不稳定
甲基
Fig.7-6 Structure of enegy-minimized isolated chain of polybenzoxazine (Ⅲ) left―full view right―end view
聚苯并噁嗪单链结构的模拟
• 对甲酚型聚苯并噁嗪（含邻酚基结构）
Fig.7-7 Structure of enegy-minimized isolated chain of polybenzoxazine (Ⅳ)
left―full view
right―end view
聚苯并噁嗪单链结构的模拟
• 对甲酚型聚苯并噁嗪（含对胺基结构）
Fig.7-8 Structure of enegy-minimized isolated chain of polybenzoxazine (Ⅴ) left―full view, solvent accessible “Connolly surface” shown right―end view
聚苯并噁嗪单链结构的模拟
• 二氯酚型聚苯并噁嗪（含对胺基结构）
Fig.7-5 Structure of enegy-minimized isolated chain of polybenzoxazine (Ⅱ) left―full view right―end view
聚苯并噁嗪单链结构的模拟
• 对甲酚型聚苯并噁嗪（含醚键结构）
聚苯并噁嗪单链结构的模拟
Tab.7-6 Decomposition of the energy (kcal mol-1 of chains) for the isolated chains
Component Bond Angles Ⅰ 46.31 88.28 Ⅱ 53.01 99.55 Ⅲ 49.68 120.10 Ⅳ 59.24 101.86 Ⅴ 49.98 71.59
Torsions
Inversions Van de Waals Electrostic Total Energy
75.13
0.44 75.59 -82.71 143.61
-25.89
0.12 119.65 -68.00 97.49
-6.22
0.19 131.43 -107.73 124.08
-49.38