任意形状强拉伸熔融聚合物刷中的末端排除区

强拉伸聚合物刷理论，特别是抛物线刷理论，对于在广泛环境中提供表面接枝聚合物热力学行为的解析可处理预测具有重要价值。然而，抛物线刷极限无法描述接枝到凸曲面基底上的聚合物，例如球形纳米颗粒表面或强分嵌段共聚物的界面。先前的研究表明，强拉伸曲面刷需要一个没有自由链端的边界层，这要求对理论分析进行修正。虽然这种“末端排除区”已被成功纳入接枝在圆柱和球体外表面上的刷的描述中，但任意曲率表面上刷的行为尚未得到研究。我们提出了任意曲率表面上熔融刷的强拉伸理论公式，并确定了四个值得关注的独特区域，预测在这些区域中刷具有末端排除区，特别是包括具有正平均曲率但负高斯曲率的区域。通过强拉伸刷方程的数值解，我们报告了末端排除区大小、链端分布、链极化以及拉伸自由能随平均和高斯表面曲率变化的预测标度。通过这些结果，我们呈现了刷几何形状如何影响末端排除区和精确强拉伸自由能的全面图景，例如，该图景可应用于对嵌段共聚物熔体组装中遇到的全谱刷几何形状进行建模。