氢暴露弹性体中空化后不可见分子损伤的 3D 荧光映射
软凝聚态物质
2021-02-19 v2 材料科学
摘要
高压下饱含气体的弹性体在快速或爆炸性减压时会发生空腔成核、膨胀与塌缩。尽管该过程常导致外观上不可察觉的变化，却会造成内部损伤、损害功能性（如渗透性）并缩短寿命。在此，我们用在聚合物链断裂时发光的 π-扩展蒽-马来酰亚胺加合物标记模型聚（丙烯酸乙酯）弹性体，并在气体饱和与快速减压循环后三维映射其内部损伤。有趣的是，我们观察到减压过程中可观测的每个空腔都导致一个损伤区域，其形状揭示了随机取向的便士形裂纹（即具有花状形貌）的断裂轨迹，其中包含裂纹止裂线。因此，空腔生长可能通过众多二维裂纹面的稳定与不稳定断裂不连续（即非稳态）地进行。这种可视化聚合物网络中三维分子损伤的无损方法是新颖的，并有助于理解复杂 3D 载荷下断裂如何发生、预测外观完好弹性体的机械老化，且具有优化抗空化材料的潜力。
引用
@article{arxiv.2101.00709,
title = {3D Fluorescent Mapping of Invisible Molecular Damage after Cavi-tation in Hydrogen Exposed Elastomers},
author = {Xavier P. Morelle and Gabriel E. Sanoja and Sylvie Castagnet and Costantino Creton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.00709},
year = {2021}
}
备注
manuscript (with 9 pages and 5 figures) and TOC entry and SI included (+6 extra pages with 8 figures)