Настоящая работа посвящена изучению структуры привитых разветвленных цепей олиголактидов (ОЛА), используемых для поверхностной модификации наночастиц целлюлозы (НЧЦ) в композитах на основе полилактида (ПЛА). ПЛА является одним из наиболее многообещающих полимеров с точки зрения применения в различных областях медицины, а также при создании экологически безопасных упаковочных изделий. В целях изменения свойств материалов на основе ПЛА, важных с точки зрения эксплуатации, создают композиты на его основе путем добавления НЧЦ. В предыдущих работах в целях преодоления агрегации НЧЦ в таких композитах проводилась модификация поверхности наполнителя с помощью ковалентной прививки линейных цепей ОЛА. Применение цепей ОЛА разветвленной архитектуры может рассматриваться в качестве альтернативы линейным цепям, поэтому изучение таких прививок представляет значительный интерес. В настоящей работе было проведено компьютерное моделирование исследуемых композитов на основе ПЛА методом молекулярной динамики с применением полноатомных моделей. Было установлено, что наличие диполь-дипольных взаимодействий значительно влияет на структуру привитого слоя разветвленных цепей ОЛА и приводит к «заворотам» большой части свободных концов прививок к поверхности НЧЦ. Кроме того, в работе показано, что привитые линейные цепи олиголактидов не уступают прививкам с разветвленной архитектурой с точки зрения эффективности их применения при покрытии НЧЦ в композитах на основе ПЛА.

The present work is devoted to the study of the structure of branched oligolactides (OLA) which are used to modify the surface of cellulose nanoparticles (CNPs) in polylactide (PLA)-based composites. PLA is one of the most promising polymers in terms of its application in different fields of medicine as well as in the production of environmentally friendly packaging. In order to change the performance of PLA-based materials, the composites are created by adding the CNPs to PLA. In the previous studies, the modification of the nanofiller surface by covalent grafting of linear OLA chains was used to prevent CNPs aggregation. The branched oligolactides can be considered as an alternative to the linear ones, therefore the study of the grafted branched OLA chains is of great interest. In present work, the fully atomistic molecular dynamics modeling of the studied PLA-based composites was carried out. It was established that the presence of dipole-dipole interactions significantly influences the structure of the grafted layer of the branched OLA chains and causes the bending of the main fraction of grafts free ends toward the CNP surface. Moreover, it was shown that the grafted linear OLA chains are not inferior to the OLA chains with branched architecture in terms of the efficiency of CNP surface covering in PLA-based composites.