聚合物材料膨胀与压缩理论
化学物理
2023-09-28 v3
摘要
我们扩展了经典的Flory-Rehner理论，用于交联聚合物网络等多孔材料的膨胀与压缩。该理论包含体积排斥、与溶剂的亲和性以及聚合物链的有限拉伸。我们还将这一适用于材料各向同性膨胀的平衡理论，修正为材料仅能沿单一方向膨胀的情形，例如薄层紧密贴合于支撑结构时的情况。我们将该平衡模型进一步扩展至对这类聚合物薄层（如膜）施加压力且液体流经该层的情况。该理论描述了在液体流动方向上膜逐渐压实（孔隙率降低），且施加压力越高这一现象越显著。我们给出了厚膜（其厚度方向上压实程度变化显著）和薄膜（流动引起的压实可忽略）的示例计算结果。在最后一节中，我们模拟了溶剂-聚合物吸引参数阶跃变化后多孔材料尺寸随时间的动态变化。
引用
@article{arxiv.2307.16146,
title = {Theory of expansion and compression of polymeric materials},
author = {P. M. Biesheuvel and H. Fan and M. Elimelech},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.16146},
year = {2023}
}