剪切与拉伸半稀分散体系中纤维素纳米纤丝的动力学表征
软凝聚态物质
2020-06-02 v1 应用物理
摘要
通过受控组装分散的纤维素纳米纤丝（CNF）制成的新型材料，有潜力发展为当今某些高性能材料的生物基竞争者。这些新型纤维素材料的性能取决于 CNF 取向受流体动力控制的难易程度，而流体动力始终与驱动体系趋向各向同性的另一过程——旋转扩散相竞争。在本工作中，我们提出一种利用偏振光学显微镜（POM）的停流实验，以研究工艺相关流动与浓度下 CNF 分散体的旋转扩散。该实验结合小角 X 射线散射（SAXS）实验来分析流动纤丝的真实取向分布函数（ODF）。研究发现，CNF 的旋转扩散过程发生在多个时间尺度上，其中最快的尺度似乎依赖于分散体在停止前的形变历史。同时，旋转扩散依赖于初始 ODF 的假设并不成立，因为同一分布可导致不同的扩散时间尺度。研究发现，相比于纯拉伸流动，剪切主导的流动中旋转扩散更快。此外，该实验装置可用于快速表征流动 CNF 的动力学性质，从而有助于确定分散体的质量及其在材料加工中的可用性。
引用
@article{arxiv.1801.07558,
title = {Dynamic characterization of cellulose nanofibrils in sheared and extended semi-dilute dispersions},
author = {Tomas Rosén and Nitesh Mittal and Stephan V. Roth and Peng Zhang and L. Daniel Söderberg and Fredrik Lundell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.07558},
year = {2020}
}
备注
45 pages, 13 figures