聚合物溶液毛细桥中的轴向力
软凝聚态物质
2026-04-10 v1 流体动力学
摘要
液体桥在粘合剂湿混合或因环境湿度凝结时形成于粒子之间。毛细桥的后果可能是巨大的宏观黏合作用，如沙堡和颗粒聚集物的形成所见。粘结颗粒的体积效应源自毛细桥产生的力，因此需要粒子尺度的测量来开发预测模型。大多数现有研究在粒子尺度上假设液体为牛顿流体。然而，许多工业和环境中的粘合剂可以表现出粘弹性行为。本研究测量了两种球形珠子之间由聚合物溶液形成的液桥在受控单向拉伸过程中的轴向力。我们变化聚合物浓度、拉伸速度和粒子大小，并跟踪桥身收缩和断裂过程中的力。准静态条件下，轴向力主要由毛细作用主导，不受聚合物流变学影响显著。然而，增加拉伸速度会通过粘性耗散增加峰值力，并促进粘弹性纤维的形成，从而延迟断裂。峰值轴向力按毛细数和粒子大小进行尺度变换后可归一化，而有效断裂距离按 Weissenberg 数可归一化。这些结果为聚合物粘合剂提供了一个简易的粒子尺度力学公式。
引用
@article{arxiv.2604.08361,
title = {Axial forces in capillary liquid bridges of polymer solutions},
author = {Sreeram Rajesh and Riley S. Tinianov and Jooyeon Park and Alban Sauret},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.08361},
year = {2026}
}