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对称环-线形聚合物共混物的复合缠结拓扑与拉伸流变学

软凝聚态物质 2021-12-15 v1 材料科学

摘要

采用大规模分子模拟表征了环组分分数 ϕR\phi_R 系统变化的对称环-线形聚合物共混物的平衡动力学、缠结拓扑与非线性拉伸流变学。将缠结度 Z14Z\approx14 的链混合,制备了 10 个充分缠结体系,ϕR\phi_R 从纯线形熔体到纯环熔体变化。利用本原路径分析可视化并量化复合环-线形缠结网络的结构。我们直接测量了环-线形穿插量与线形-线形缠结量随 ϕR\phi_R 的变化,并通过简单论证确定了缠结网络拓扑约束最大化的环分数 ϕR0.4\phi_R\approx0.4。这些拓扑分析用于解释环与线形链动力学、构象及共混物黏度对 ϕR\phi_R 的依赖性。启动单轴拉伸流的补充模拟再现了近期丝状拉伸实验中观察到的拉伸应力过冲,并刻画了其对共混组成与缠结拓扑的依赖性。该过冲由环聚合物构象的过度拉伸与回缩驱动,其成因是环从线形链中的对流式脱穿。这导致共混物缠结结构发生显著变化,我们在流动过程中通过本原路径分析直接可视化并量化。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.01491,
  title  = {Composite Entanglement Topology and Extensional Rheology of Symmetric Ring-Linear Polymer Blends},
  author = {Thomas C. O'Connor and Ting Ge and Gary S. Grest},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.01491},
  year   = {2021}
}