星型聚合物网络断裂中节点官能度影响的幻影链模拟

节点官能度(f)对聚合物网络断裂的影响仍不清楚。虽然许多研究聚焦于f>4的多官能度节点，近期研究表明f=3的网络相比f=4的网络展现出更优的断裂性能。为澄清这一差异，我们对f在3到8之间变化的星型聚合物网络进行了幻影链模拟。我们的模拟使用具有均匀臂长的星型支化预聚物的等摩尔二元混合物。我们采用布朗动力学方案使溶胶平衡并通过端基连接反应诱导凝胶化。由于二元反应我们阻止了奇阶环的形成，并以算法方式阻止了二阶环。我们在不同转化率({\phi}_c)下存储网络结构，并进行能量最小化以降低结构弛豫带来的计算成本。我们对网络施加拉伸直至断裂，以确定断裂时的应力、应变和断裂功，即{\epsilon}_b、{\sigma}_b和W_b。这些断裂特性对小分子f网络高度依赖{\phi}_c，而对大f网络相对不敏感。因此，在高{\phi}_c下小f网络表现出比大f网络更优的断裂性能，而在低{\phi}_c下则关系相反。我们分析了{\epsilon}_b、{\sigma}_b和W_b与圈秩{\xi}及断裂链段分数{\phi}_bb的关系。我们发现{\epsilon}_b、{\sigma}_b/{\phi}_bb和W_b/{\phi}_bb随{\xi}增加单调下降，且不同f和{\phi}_c的数据相互叠加绘出主曲线。这些结果表明，小f网络的力学优越性源于其更小的{\xi}，从而给出比大f网络更高的{\epsilon}_b、{\sigma}_b/{\phi}_bb和W_b/{\phi}_bb。