聚合物玻璃的应变硬化：缠结、能量学与塑性

我们利用模拟来研究聚合物玻璃中应变硬化的微观起源。尽管宽温域内的应力-应变曲线可以拟合为熵网络模型所预测的函数形式，但许多其他结果与这些模型背后的物理图像存在根本性不一致。应力过大以至于无法源于熵，且随温度变化的趋势有误。大应变下最显著的硬化反映了链在缠结点之间被拉紧时能量的增加，而非熵的变化。微弱的熵应力仅在受形变样品被加热至玻璃化转变温度以上时的形状恢复中被观察到。虽然短链不形成缠结网络，但它们表现出部分的形状恢复、取向和应变硬化。当以链拉伸的微观度量而非宏观拉伸来作图时，所有链长的应力均坍缩为一条曲线。应力的热贡献与通过链间键断裂与重组所测量的塑性率成正比。这些观察结果表明，正确的应变硬化微观理论应基于玻璃态物理，而非橡胶弹性。