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伸展流中半稀环-线形聚合物共混溶液的动力学与流变学:建模与分子模拟

软凝聚态物质 2021-07-07 v3 流体动力学

摘要

我们使用布朗动力学(BD)模拟和单分子实验来研究拓扑约束和流体动力学相互作用对交叠浓度下环-线形聚合物共混溶液动力学与流变学的影响。我们发现模拟与实验一致:溶液共混中的环在流动启动时的伸展过冲以及稳态下的翻滚和坦克 tread 运动中表现出大的构象涨落。环聚合物涨落随线形聚合物共混比例增加,并在环魏森贝格数 WiR1.5\textrm{Wi}_R \approx 1.5 处达到峰值。相反,纯溶液中的线形和环聚合物在临界线团-伸展魏森贝格数 Wi=0.5\textrm{Wi} = 0.5 处表现出涨落峰值。BD模拟表明,流动启动时的伸展过冲源于流动诱导的环-线形聚合物分子间钩连,而稳态涨落由分子间流体动力学相互作用(HI)主导。这一点得到双分散线形聚合物溶液共混模拟的支持,其显示出环与等长轮廓线线形聚合物间相似的构象动力学趋势。与BD模拟相比,单分子实验显示出定量上更大的涨落,这可能源于实验在具有更强拓扑约束的更高分子量聚合物上进行。为此,我们增进了对拓扑相互作用和分子间HI对半稀环-线形聚合物共混溶液动力学影响的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.01386,
  title  = {Dynamics and Rheology of Ring-Linear Blend Semidilute Solutions in Extensional Flow: Modeling and Molecular Simulations},
  author = {Charles D. Young and Yuecheng Zhou and Charles M. Schroeder and Charles E. Sing},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.01386},
  year   = {2021}
}