二甲基亚砜对间位芳纶结构调控与染色性能的影响研究

摘要： 为了克服间位芳纶染色难以拓展其在服用防护领域的应用，探究不同晶态结构间位芳纶的染色性能差异机理并改善其染色性能具有重要意义。本文选用二甲基亚砜（DMSO）作为PMIA大分子结构调控剂，研究其对PMIA晶态结构和染色性能的影响。采用分子动力学模拟，分别构建了PMIA和DMSO/PMIA不同晶态下的分子模型，并计算DMSO调控前后PMIA的氢键变化、链运动的均方位移及PMIA和染料分子的界面结合能。进一步对PMIA纤维进行扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射（XRD）表征和表观得色量（K/S值）、上染率的测试，并与分子动力学模拟相互验证，从分子尺度解析了DMSO对PMIA结构调控机制和染色性能的影响。结构模型的计算结果表明：DMSO可以有效地破坏PMIA氢键网络，使得其非结晶区与结晶区氢键数量分别减少了56.5%和25.7%，并显著增加PMIA非结晶区的链运动性能。此外，经调控后的PMIA不同晶态与染料的界面结合能大于调控前，非结晶区与染料的结合能提升程度大于结晶区。实验结果表明：DMSO可有效提高PMIA纤维的表面粗糙度，同时对PMIA的化学结构和结晶度均无明显影响;PMIA的染色性能显著提高，K/S值与上染率分别提升了7234%和65.6%，耐湿摩擦色牢度提升半级，耐日晒色牢度提升一级。实验结果与分子动力学模拟结论相一致，为提高PMIA的染色性能提供了新途径。

关键词： 间位芳纶;结晶态结构;氢键调控;染色性能;分子动力学

中图分类号： TS193.8

文献标志码： A

间位芳纶即聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（Poly-m-phenylene isophthalamide，PMIA）是一种高性能特种合成纤维，具有机械强度、耐高温和玻璃转化温度高等特性，被广泛应用于消防阻燃、航空航天和防弹材料等领域［1-2］。间位芳纶优异的性能源于其特殊的分子结构，大分子主链由酰胺键和芳香环交替连接组成，分子内存在大量由极性官能团形成的氢键。然而，在氢键作用下，分子链间作用力大、纤维结晶度高，导致纤维染色性能较差，限制了其在服用领域的发展［3］。

为解决间位芳纶染色难题，国内外学者针对芳纶氢键调控进行了大量研究，主要集中于间位芳纶纤维载体染色［4-5］。根据相似相溶原理，相对分子质量较小的有机溶剂分子通过扩散作用进入纤维内部，破坏分子间氢键，进而增加芳纶溶胀程度［5］，利于染料分子进入，从而提高纤维染色性能［6-7］。二甲基亚砜（DMSO）作为间位芳纶纺丝常用溶剂，是一种低价、低毒且回收技术成熟的有机溶剂［8-9］，可有效调控芳纶分子间结构。目前，主要通过结晶度测试和红外分析等手段对间位芳纶分子结构调控程度进行表征，但对纳米尺度的微观调控机制研究相对匮乏。分子动力学模拟方法能够定性和定量分析纤维微观结构信息［10］，可为间位芳纶结构调控和染色提供理论依据。

本文通过模拟与实验相互验证，研究DMSO对间位芳纶晶态结构和染色性能的影响。在分子动力学软件（Material Studio）中构建PMIA和DMSO/PMIA不同晶态下的染色结构模型，在经过几何优化与退火使能量收敛后，进行分子动力学（MD）模拟。计算模型中的氢键长度与数量、均方位移曲线及PMIA与染料的结合能。使用扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱对调控前后的间位芳纶纤维表面形貌和结构进行了表征;通过K/S值和上染率等测试研究DMSO对间位芳纶纤维染色性能的影响。

1 实 验

1.1 模型构建

本文主要使用MS的Forcite模块进行分子动力学模拟和计算。构建PMIA单体及聚合分子链模型后，进一步构建PMIA非结晶区与结晶区模型。

为便于模拟计算且符合实际情况，分子链聚合度设置为6，在生成的周期盒子中放置10条分子链，得到的PMIA非结晶区模型如图1所示。基于Kazaryan等［11］提供的原子数据构建PMIA晶体，切割最低表面能的（001）晶面［12］并通过超晶胞构建出PMIA结晶区模型，如图2所示。不同晶态模型构建完成后，分别进行几何优化与退火，使得模型能量收敛。

DMSO/PMIA不同晶态复合模型构建流程如图3所示。在进行模拟实验前，对不同晶态构型进行质量为优秀、步数为5 000步的几何优化与随后的退火。模型收敛后，进行400 ps的分子动力学模拟，选择NVT系综，温度为373.15 K，步长设置为1 fs。

首先构建阳离子染料B-159分子结构模型，如图4所示；然后构建PMIA不同晶态的染色模型，如图5所示，对其进行几何优化与退火，随后进行400 ps的动力学模拟。

1.2 方 法

材料：100%间位芳纶织物为斜纹，经向密度236根/10 cm，纬向密度217根/10 cm，平方米质量160 g/m2（山东烟台泰和新材料有限公司）;DMSO（AR，国药集团化学试剂有限公司），B-159阳离子蓝159（无锡埃文新材料科技有限公司），匀染剂（实验室自制）。

DMSO调控：配置50%的DMSO处理液，加入清洗干燥后的PMIA织物，在120 ℃条件下处理60 min，处理完成后，清洗间位芳纶织物并烘干备用。

染色实验：采用B-159对PMIA进行染色，染料相对织物质量分数为1%，DMSO为50%，匀染剂体积浓度为1 mL/L，pH值为4～4.5，浴比为1︰30。加入清洗干燥后的PMIA织物，在120 ℃下染色60 min。染色完成后，将PMIA织物进行水洗和还原清洗，烘干后得到染色样品。

1.3 仪 器

采用Datacolor AHIBA IR红外染色机进行染色（Datacolor，美国），采用su1510扫描电子显微镜（Hitch，日本）对经DMSO调控前后的PMIA纤维表面进行观察拍照;采用Nicolet傅里叶变换红外光谱仪（Thermo Fisher Scientific，美国）对调控前后PMIA织物的成分与结构进行测试分析，采用D2 PHASER A26-X1-A2E0B2A0X射线衍射仪（Bruker AXS，德国）测试调控前后PMIA织物的结晶度。采用Datacolor650分光光度测色仪（Datacolor，美国）测试PMIA织物的表观色深度K/S值。上染率采用TU-1900紫外分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司），根据GB/T 23976.1—2009《染料上染速率曲线的测定上色率测定法》找出染料的最大吸收波长，在染料的最大吸收波长处测定染色前后染液的吸光度，并计算上染率。

2 结果和分析

2.1 模拟计算

分子的静电势代表电荷密度与距离之间的相互作用所产生的电势差，直接影响着氢键的形成和强度［13］，正电势值区域中带正电荷氢原子会被静电引力吸引到负电势值区域的带负电荷受体原子附近，促使两者的靠近，并形成氢键。图6为PMIA和DMSO分子表面的静电势。其中，蓝色区域表示负的静电势值，红色区域表示正的静电势值。由图6（a）可见，PMIA表面酰胺基团（—CONH—）的H原子与O原子附近区域的红色和蓝色颜色最深，表明在PMIA分子结构中，—NH基团中的N原子通常作为氢键供体，O原子通常作为氢键受体，形成N—H…O类型的氢键。此外，N原子被绿色包围，静电势值为负值，说明在PMIA非结晶区大分子链呈不规则弯

曲缠绕时，分子内易形成N—H…N类氢键。由图6（b）可见，DMSO表面的静电势中O原子与S原子表面分别被深蓝色与淡绿色包围，表明PMIA表面—NH基团中带有正静电势值的H与DMSO的O、S原子易形成较强的N—H…O与较弱的N—H…S两类氢键。静电势结果表明，DMSO可以通过与PMIA分子中的酰胺键形成氢键，使PMIA分子链发生松弛和扩张，增加分子间的间隔，这为染料分子顺利进入纤维内部进而改善PMIA染色性能打下了基础。

计算分析PMIA与DMSO/PMIA两者氢键长度与数量，对研究DMSO对PMIA氢键强度与稳定性的影响至关重要。本文设置最大氢键距离为3.2 ，最小氢键角度为90°，并对氢键长度进行概率统计分析，结果如图7所示。

由于PMIA结晶区只含有长度在1.8～2.4 的Ⅰ和Ⅱ型氢键［14］，导致PMIA结晶区氢键长度在小于2.4 的分布概率大于非结晶区，这与PMIA结晶区内的分子以高度有序方式形成紧密的结构，而非晶区结构相对松散相一致。图7（a）中，相比于PMIA结晶区初始构型，PMIA/DMSO体系氢键长度分布曲线向两侧降低并延伸，这是由于DMSO使PMIA晶体结构出现了排列松弛或扰动;但是长度在1.8～24 的氢键数量依旧较大，说明DMSO对于PMIA结晶区结构没有显著的干扰。由图7（b）可知，调控前PMIA氢键键长在1.6～3.2 分布较广;调控后较长的氢键数量增多，在键长2.5 与3.1 附近产生峰值，说明DMSO使得PMIA分子链间距增大，导致形成氢键的原子间距增大而使氢键键长增加，为使染料分子进入纤维内部提供了条件。

为比较DMSO对PMIA不同晶态氢键调控程度的差异，本文分别通过软件脚本计算PMIA结晶区和非结晶区氢键的数量变化，如图8所示。由图8可见，DMSO调控后PMIA结晶区和非结晶区的氢键数量均有所下降，PMIA非结晶区氢键数量由115减少到50，而结晶区仅由97减少至72，降幅分别为56.5%与25.7%。DMSO有效减少了PMIA的N—H…O与N—H…N两类氢键，从而破坏PMIA非结晶区的氢键网络和稳定性，因此染料分子更容易穿过PMIA的氢键网络并进入纤维内部。

均方位移（MSD）是用于描述粒子或分子在一定时间内的平均位移，MSD的提高代表大分子链运动性能的提升，有利于染色过程中上染率的改善。通过均方位移分析PMIA分子链的扩散及运动程度，可有效地研究DMSO调控对PMIA晶态分子链运动性能的影响，如图9所示。

由图9可见，PMIA的结晶区与非结晶区的MSD表现出明显的差异。在DMSO调控下，PMIA结晶区MSD曲线斜率较低，增长平缓。而PMIA非结晶区的MSD曲线陡峭，均方位移增长较快，明显大于PMIA结晶区。MSD结果表明，相比于结晶区，DMSO可以显著提升PMIA非结晶区的分子链运动性能，更加有效地削弱分子链之间的相互作用，使得PMIA非结晶区的稳定性下降，导致大分子链在非结晶区的运动剧烈程度大于结晶区。

在分子动力学模拟中，界面结合能是在化学或物理过程中维持两个或多个分子结合所需的能量，是描述分子间相互作用强度的重要指标之一。结合能的负值表示结构稳定，而负值的绝对值越大表明结构越稳定。通过分析稳定后200～400 ps的PMIA晶态模型与染料结合能，研究PMIA不同晶态与染料分子的结合程度，如图10所示。

由图10可见，经DMSO调控后，PMIA不同晶态与染料的结合能均有不同程度的提升，其中结晶区与染料的结合能提升程度小于非结晶区，并且曲线波动较小。这是由于PMIA结晶区结构紧密有序，DMSO与染料不易进入结晶区，从而在表面形成稳定的界面结构。DMSO调控前后的PMIA非结晶区与染料的结合能均大于结晶区，表明DMSO与染料易进入PMIA非结晶区其中，并与其结合更为紧密与稳定。非结晶区曲线相比于结晶区波动较大，说明非结晶区的构象多样和无序。

2.2 实验测试结果

调控前后PMIA表面形貌如图11所示。由图11可见，PMIA纤维表面光滑，调控后纤维表面产生分裂与沟壑。这是由于DMSO与PMIA形成氢键，破坏了PMIA自身的氢键网络，纤维表面粗糙程度增加，不仅有利于对染料分子的吸附作用，并且使其更加易于进入纤维内部，达到提升染色性能的效果。

通过FTIR对PMIA表面进行表征，考察了DMSO对PMIA表面分子结构的影响，结果如图12所示。由图12可见，—CN和苯环中C—C的伸缩振动峰分别在1 302 cm-1和1 601 cm-1［15］;酰胺Ⅰ带（CO…H）的伸缩振动峰和酰胺Ⅱ带（N—H）的弯曲振动峰分别在1 646 cm-1和1 522 cm-1，而N—H的伸缩振动峰位于3 300 cm-1左右。对比分析可知，经过DMSO调控后的PMIA并未出现新的吸收峰，且PMIA特征峰的峰形和峰位未发生明显变化，表明在调控过程中，DMSO并未引起PMIA的化学变化或结构破坏。

调控前后PMIA织物的XRD图谱如图13所示。由图13可见，调控前后PMIA衍射峰与对应的衍射角几乎没有变化，表明DMSO对PMIA的晶体结构没有显著影响。然而，与其他溶剂处理PMIA不同［16-17］，DMSO调控后PMIA特征峰更加窄而尖锐;同时，PMIA结晶度由48.07%略微增长至49.77%。这可能是因为DMSO作为一种极性溶剂可破坏其自身氢键网络，导致PMIA分子链局部解聚和重新排列。经过洗涤后，水的极性和分子间的氢键作用能够促使PMIA分子重新聚集并形成更加有序的排列结构，从而使PMIA结晶度上升［18-19］。

调控前后PMIA织物的K/S值与上染率如图14所示。由图14可见，在DMSO作用下，PMIA的K/S值明显增加，由2.06提升到7.45；同时，上染率由26.14%增加到76.01%。实验结果与分子动力学模拟结果相符，表明DMSO可有效调控PMIA结构，能显著提升其上染率和表观深度。

表1为经DMSO处理前后的PMIA芳纶织物染色后的耐干湿摩擦色牢度、耐皂洗色牢度及耐日晒色牢度。由表1可见，经DMSO处理后的PMIA织物随着K/S值与上染率的提高，耐湿摩擦色牢度与耐日晒色牢度分别提升到3～4级与2级。在DMSO染色体系下，PMIA织物表面与染料结合得更为牢固，并帮助染料进一步向织物内部渗透，最终使PMIA织物表面染料在摩擦作用下被破坏的可能性降低，并延缓了PMIA织物与内层染料在日晒作用下的黄变与分解。

3 结 论

本文针对间位芳纶纤维染色性能差的问题，采用DMSO对间位芳纶晶态结构进行调控，通过分子动力学计算模拟和实验相互验证，研究DMSO对PMIA不同晶态结构的调控机理和染色性能的影响。

1） 构筑PMIA和PMIA/DMSO不同晶态的分子结构模型，计算结果表明DMSO与PMIA分子中的酰胺键形成氢键，使PMIA分子间距增大并显著提高其溶胀程度;非结晶区氢键数量降幅（56.5%）大于结晶区（25.7%）;PMIA非结晶区的链运动性能大于结晶区。

2） 通过计算不同晶态构型的界面结合能发现，DMSO可提升PMIA和染料分子的结合能;在DMSO调控作用下，非结晶区与染料分子的结合能提升程度大于结晶区。

3） 表观微结构、分子结构和上染实验表明，DMSO可明显提高PMIA的表面粗糙度和比表面积，在不改变PMIA的化学结构和结晶结构的前提下，可有效提升PMIA的上染率、K/S值与色牢度。

本文不仅为提高间位芳纶的染色性能提供了新策略，而且为开发芳纶新型染色助剂提供了机理指南。通过运用分子动力学模拟与实验相结合的手段，深入研究不同染色助剂对间位芳纶不同晶型及分子链构象的调控机理，对于芳纶在民用和工业服用领域的应用具有重要意义。

参考文献：

［1］L F C， ZHU M Y， SONG J X， et al. Effect of TiO2 modified with dopamine and silane coupling agent on the electrical properties of PMIA insulation paper［J］. Polymer Engineering and Science， 2022， 62（9）： 2998-3009.

［2］陈诚毅， 王利君. 基于灰色关联和模糊综合评判的消防服用多层织物组合［J］. 丝绸， 2021， 58（1）： 40-46.

CHEN C Y， WANG L J. Multi-layered fabric combination for firefighter clothing based on grey correlation analysis method and fuzzy comprehensive evaluation［J］.Journal of Silk， 2021， 58（1）： 40-46.

［3］OPWIS K， CELIK B， BENKEN R， et al. Dyeing of m-aramid fibers in ionic liquids［J］. Polymers， 2020， 12（8）： 1824.

［4］SHENG D， WANG Y L， WANG X， et al. Low-temperature dyeing of meta-aramid fabrics pretreated with 2-phenoxyethanol［J］. Coloration Technology， 2017， 133（4）： 320-324.

［5］梁萍， 汪澜， 林俊雄. 载体Cindye Dnk对芳纶的作用机制［J］. 纺织学报， 2011， 32（2）： 21-25.

LIANG P， WANG L， LIN J X. Acting mechanism of carrier Cindye Dnk on aramid fibers［J］. Journal of Textile Research， 2011， 32（2）： 21-25.

［6］CAO G Y， SHENG D， XU W L， et al. Structural and dyeing properties of aramid treated with 2-phenoxyethanol［J］. Coloration Technology， 2015， 131（5）： 384-388.

［7］LEI L Y， MAO Y H， XU X F， et al. Effect of N， N-diethyl-m-toluamide on the structure and dyeing properties of meta-aramid and para-aramid fibre［J］. Coloration Technology， 2014， 130（5）： 349-356.

［8］宋吉贤. 有机溶剂预处理间位芳纶的染/显色性能研究［D］. 杭州： 浙江理工大学， 2023.

SONG J X. Study on Dyeing/Coloration Properties of Meta-aramid Pretreated by Organic Solvents［D］. Hangzhou： Zhejiang Sci-Tech University， 2023.

［9］ZHOU A Y， HU G L， GUO K Y， et al. Fabrication of organic solvent nanofiltration membrane through interfacial polymerization using N-Phenylthiourea as monomer for dimethyl sulfoxide recovery［J］. Separations， 2023， 10（3）： 179.

［10］XU J L， LI S H， GUO J F， et al. Properties of aramid fibers and their composites based on atomic/molecular scale simulation technology： A review［J］. Journal of Physics： Conference Series， 2023， 2478（4）： 042008.

［11］KAZARYAN L G， TSVANKIN D Y， VASIL’EV V A， et al. Structure of poly-m-phenyleneisophthalamide［J］. Polymer Science U.S.S.R.， 1975， 17（7）： 1797-1807.

［12］李旭. APTS表面接枝纳米SiO2改性MPIA绝缘纸热稳定性的机理研究［D］. 重庆： 西南大学， 2018.

LI X. The Thermal Stability Improvement Mechanism of MPIA Insulating Paper Modified by Nano-SiO2 Surface-grafted via APTS［D］.Chongqing： Southwest University， 2018.

［13］徐颖. 基于氢键机理的咪唑型ILs萃取分离含醇体系共沸物及工艺优化［D］. 青岛： 青岛科技大学， 2021.

XU Y. Separation of Azeotropic System Containing Alcohol by Using Inidazole Ils as Extractants Based on Hydrogen Bonding Mechanism and Process Optimization［D］.Qingdao： Qingdao University of Science amp; Technology， 2021.

［14］KAKIDA H， CHATANI Y， TADOKORO H. Crystal structure of poly（m-phenylene isophthalamide）［J］. Journal of Polymer Science： Polymer Physics Edition， 1976， 14（3）： 427-435.

［15］TAN J J， LUO Y W， ZHANG M Y， et al. Dissolving and regeneration of meta-aramid paper： Converting loose structure into consolidated networks with enhanced mechanical and insulation properties［J］. ACS Applied Materials amp; Interfaces， 2021， 13（14）： 16895-16905.

［16］SHENG D， DENG B， CAO G Y， et al. Improved dyeing of poly-m-phenyleneisophthalamide using cationic dye based on macro-cation dyeing mechanism［J］. Dyes and Pigments， 2019（163）： 111-117.

［17］滕芝盈， 单才华， 张华鹏. 极性溶剂对间位芳纶纤维结构与性能的影响［J］. 现代纺织技术， 2016， 24（2）： 1-3.

TENG Z Y， SHAN C H， ZHANG H P. Influence of polar solvent on structure and properties of m-aramid fiber［J］. Advanced Textile Technology， 2016， 24（2）： 1-3.

［18］李芳芳， 张美云， 谭蕉君， 等. 溶剂浸渍增强间位芳纶纸性能研究［J］. 中国造纸， 2022， 41（4）： 47-54.

LI F F， ZHANG M Y， TAN J J， et al. Study on the enhanced properties of solvent impregnated meta-aramid paper［J］.China Pulp amp; Paper， 2022， 41（4）： 47-54.

［19］盛丹. 间位芳纶纤维表面结构调控及其颜色构建［D］. 无锡： 江南大学， 2020.

SHENG D. Surface Structural Regulation and Color Construction of Meta-aramid Fiber［D］.Wuxi： Jiangnan University， 2020.

Study on the effect of dimethyl sulfoxide on the structural modulation anddyeing properties of PMIA fibers

ZHANG Chi， WANG Xiangrong

ZHUO Yan1， FAN Zhengke2， WANG Kuang1， ZHAO Lei2， LIU Jianli1， FU Yizheng3， ZHU Bo1

（1.College of Textile Science and Engineering， Jiangnan University，Wuxi 214122， China; 2.Shaanxi Yuanfeng TextileTechnology Research Co.， Ltd.， Xi’an 710038， China; 3.School of Material Science and Engineering，North University of China， Taiyuan 030051， China）

Abstract： The pdy-m-phenylene isophthalamide （PMIA） fiber is an organic high-performance fiber possessing excellent properties and versatile technical applications. It is widely used in protective clothing fields such as firefighter suits， flame-retardant suits， and racing suits， with great application value. However， due to the presence of abundant hydrogen bonds formed by amide groups along its macromolecular chains， the PMIA fiber has a compact and ordered structure. This compactness and extremely crystalline structure make it challenging for dye molecules to penetrate the PMIA fibers， rendering the dyeing process of PMIA fibers extremely difficult and time-consuming， severely limiting the applications of this kind of high-performance fiber in protective clothing and other fields. Therefore， improving the dyeability of PMIA fibers is crucial to unlock its full application potential and expand its application scope.

To address the dyeing difficulties caused by the high hydrogen bonding density in the PMIA molecular structure， extensive research has focused on hydrogen bond regulation of PMIA fibers. Among these， the carrier dyeing method is currently the most commonly used approach for industrial production of dyed PMIA fibers. It utilizes small-molecule organic solvents to penetrate the fibers first， disrupting the hydrogen bond network and increasing the porosity， thereby accelerating dye absorption. However， many carriers used in this method suffer from issues such as irritating odors， high toxicity， and difficult recovery， limiting further applications of the carrier dyeing method. Moreover， research on the microscopic hydrogen bond regulation mechanism of PMIA fibers at the nanoscale is relatively lacking when using carriers， and the effects of carriers on different microscopic crystalline structures of PMIA fibers remain unexplored.

Therefore， investigating the mechanism behind the dyeability differences of PMIA fibers with distinct crystalline states and improving their dyeability are of great significance for expanding the applications of PMIA fibers in the textile field. This study employs dimethyl sulfoxide （DMSO）， a low-toxicity， low-cost solvent with mature recovery technology， as a hydrogen bond regulator. Molecular dynamics simulations and experiments are combined to study the effects of DMSO on the crystalline structure and dyeability of PMIA. Firstly， molecular models of PMIA and DMSO/PMIA with different crystalline states are constructed based on molecular dynamics simulation theory. The changes in hydrogen bond quantity and length， chain mobility （mean square displacement）， and interfacial binding energy between PMIA and dye solution before and after DMSO treatment are calculated. Furthermore， SEM， FTIR， XRD characterisation of the PMIA fabrics are carried out and the apparent colour yield （K/S）， dyeing rate and colour fastness are tested to mutually verify the simulation results. The computational results of the structural models demonstrate that DMSO can effectively disrupt the hydrogen bond network of PMIA， reducing the hydrogen bond quantity by 56.5% and 25.7% in the amorphous and crystalline regions， respectively， and significantly enhancing the chain mobility in the amorphous regions. Additionally， the interfacial binding energies between PMIA with different crystalline states and the dye molecules are higher after DMSO treatment， with a more substantial increase observed in the amorphous regions compared to the crystalline regions. Experimental results reveal that DMSO can effectively increase the surface roughness of PMIA fibers without significantly affecting their chemical structure and crystallinity. Meanwhile， the dyeability of PMIA is remarkably improved， with the K/S value and dye exhaustion increasing by 72.34% and 65.6%， respectively， and the wet rubbing fastness and light fastness enhancing by half a grade and one grade， respectively. The experimental results are consistent with the molecular dynamics simulation conclusions. This study provides a mechanistic guideline for selecting hydrogen bond regulators for PMIA fibers and offers new insights into improving the dyeability of PMIA fibers.

Key words： pdy-m-phenylene isophthalamide （PMIA）; crystalline structure; hydrogen bond regulation; dyeing performance; molecular dynamics