聚合物链长分散性对强度的影响

聚合物网络通过断裂共价键而破裂，但实验测得的聚合物网络强度比共价键强度低数个数量级。我们利用平行链模型研究了聚合物链中链节数统计涨落对强度的影响。每条聚合物链由自由连接链表示，具有特征性的J形力-伸长曲线。该链在大部分伸长区间内承受熵力，仅在很窄的伸长范围内承受共价键力。熵力比共价键力低数个数量级。具有每链链节数统计分布的链被在两刚性平行板间拉伸。链节较少的链在较小伸长下达到共价键力并断裂，而链节较多的链仍承受熵力。我们计算了施加在刚性板上的力随伸长的变化，并将平行链模型的强度定义为最大力除以链的总数。鉴于每条链的J形力-伸长曲线，即便每链链节数仅有微小分散也会大幅降低平行链模型的强度。我们进一步表明，平行链模型的强度与每链链节数的分散程度服从幂律关系。