瓶状刷和线性聚合物网络的多孔弹性
软凝聚态物质
2025-09-03 v1 材料科学
摘要
通过软、膨胀网络传递溶剂分子对于自然和人造系统至关重要。虽然这种多孔弹性流动传统上是在网格尺寸与溶剂分子尺寸相当的网络中探索的，但网络结构对渗透性的影响仍未充分探讨。本文我们研究了线性聚合物网络(LPN)和高度弹性瓶状刷弹性体网络(BBN)中的溶剂传输，其中密集接枝侧链允许对膨胀和机械性能进行控制。通过合成具有系统可变交联密度的BBN，保持侧链长度和接枝密度恒定，我们探讨了在拉伸主链范畴(SBB)中的多孔弹性响应。进行于溫烯的多孔弹性松弛压痕实验，揭示了渗透性随交联密度和聚合物体积分数的缩放关系。与化学组成相同的数据的LPN相比，BBN表现出更低的渗透性随聚合物体积分数缩放指数，这一指数与理论指数 closely match。尽管建构结构不同，渗透性数据对于两种网络都绘制在干侧压模量上的曲线。我们的发现表明，分子网络的建构结构对渗透性具有显著影响，为调制软体膨胀网络中的溶剂传输提供了新的途径。这些见解突出了BBN作为可渗透膜、滤材和微流体系统的有前景的平台，并为进一步研究侧链长度等网络参数对渗透性的影响铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2509.00022,
title = {Poroelasticity of bottlebrush and linear polymer networks},
author = {Nolan A. Miller and Alfred J. Crosby},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.00022},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 4 figures, submitted to Soft Matter, published by Royal Society of Chemistry