描述流动下聚合物解缠结的热力学一致本构方程

我们推导了一个热力学一致的框架，用于将缠结动力学纳入流动聚合物熔体的本构方程中。我们借此将 Ianniruberto-Marriccui 的对流约束释放（CCR）动力学结合到 Rolie-Poly 模型的有限可拉伸版本中，并如 Giesekus 模型那样包含各向异性迁移率。可逆动力学来自一个自由能，该自由能描述了有限可拉伸构象张量以及沿链的理想缠结气体。耗散动力学给出了构象张量与缠结的耦合动力学方程，其耦合项描述了剪切诱导的解缠结。构象张量的弛豫动力学遵循 GLaMM 和 Rolie-Poly 模型，并考虑了蛇行、回缩和 CCR。我们提出缠结恢复的弛豫时间 $\tau_\nu$ 正比于控制管内聚合物拉伸的 Rouse 时间 $\tau_R$。这与最近的分子动力学模拟相符，并对应于在更长的蛇行时间 $\tau_d$ 上整个聚合物各向异性弛豫之前先弛豫缠结数。我们的模型表明，在阶跃应变实验中声称的蛇行时间上的慢速重缠结特征可解释为源于蛇行动力学中的各向异性。