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移动平行壁约束下嵌段共聚物熔体相分离动力学:耗散粒子动力学研究

软凝聚态物质 2022-09-21 v2 介观与纳米尺度物理 材料科学

摘要

我们使用耗散粒子动力学(DPD)模拟来研究剪切对临界双嵌段共聚物(BCP)本体熔体微相分离域形态与动力学的影响。熔体被限制在模拟盒顶部和底部的两个平行固体壁之间。通过使壁以特定速度沿某一方向移动来诱导剪切。我们探究以下情形:(i)壁固定,(ii)仅顶壁移动,(iii)两壁同向移动,(iv)两壁反向移动。温度骤冷后,我们监测剪切对演化形态、系统标度行为以及特征长度尺度与生长的影响。当两壁固定时,特征长度尺度在初期遵循典型幂律行为,在后期饱和。该长度尺度因壁速度引起的剪切而发生显著变化。情形1在考虑模拟时间步内未形成的通常层状形态,在非零壁速度情形下更早出现。具体而言,情形4中其出现远早于其他情形。我们发现,在给定粗化时间下,所有情形的剪切黏度随壁速度(剪切速率)降低(剪切变稀)。总体而言,我们报道了剪切速率对BCP熔体微相分离动力学的影响规律。本研究可为在外控壁剪切作用下预期和设计各向异性微结构提供方案,并进一步指导制备具有优异力学与物理性能的各种复合材料。

关键词

引用

@article{arxiv.2206.02614,
  title  = {Phase separation kinetics of block copolymer melts confined under moving parallel walls: a DPD study},
  author = {Ashish Kumar Singh and Awaneesh Singh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.02614},
  year   = {2022}
}

备注

44 pages, 16 figures, article