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聚甲基丙烯酸甲酯与聚环氧乙烷可混溶共混物中动态异质性的不对称效应

软凝聚态物质 2025-10-23 v2 介观与纳米尺度物理 材料科学 统计力学

摘要

空间变化的局部动力学(即动态异质性)的出现,在多组分聚合物体系中是常见的。尽管通常归因于各组分内在动力学的差异,但其耦合的分子起源及其依赖性仍不清楚。在此,我们使用聚环氧乙烷(PEO)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混物的分子动力学模拟,覆盖全组分范围和多个热力学状态,来表征PEO和PMMA的局部涨落和亚链弛豫。通过构建局部组分的概率分布并计算熵度量,我们将纳米尺度异质性与PEO和PMMA之间的迁移率差异联系起来,超越了平均场处理。虽然共混物中PMMA的链段涨落与TgT_\text{g}等效的纯PMMA体系大致一致,但PEO表现出增强的迁移率,这与共混后自由体积增加以及更广泛、更多样化的局部组分相关。用于探测不同长度尺度弛豫动力学的Rouse模式分析表明,PEO弛豫在富PEO区域接近纯态行为,而PMMA弛豫在所有模式数上均均匀加速。鉴于PEO对PMMA的局部迁移率增强,这种均匀变化表明存在一种纳米尺度的促进过程,将PEO的影响扩展到其直接环境之外。这些发现将局部组分异质性的统计与跨长度尺度的动态不对称性联系起来,为这一典型共混体系的行为提供了物理见解,并为分析其他体系中的动态耦合建立了框架。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.12143,
  title  = {Asymmetric Effects Underlying Dynamic Heterogeneity in Miscible Blends of Poly(methyl methacrylate) with Poly(ethylene oxide)},
  author = {Shannon Zhang and Michael A. Webb},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.12143},
  year   = {2025}
}

备注

46 pages, 5 figures