膨胀应变硬化聚合物网络中微相分离的热力学
软凝聚态物质
2025-06-11 v1 材料科学
摘要
弹性微相分离（EMPS）提供了一种简单的方法来创建具有均匀微观结构的软材料，其原理是利用交联聚合物网络对液体的过饱和。在低过饱和度下，网络弹性使混合物保持均匀，但超过临界阈值后，亚稳态微相分离域出现。虽然之前的理论侧重于描述这些域的大小和形态的定性特征，但它们并未对EMPS相图进行定量预测。在本工作中，我们扩展了Flory-Huggins理论，通过纳入应变硬化效应来定量捕捉EMPS相图。该模型无需拟合参数，仅依赖于独立测量的溶解度参数和大变形力学响应。我们的结果揭示了应变硬化如何在膨胀平衡态中实现亚稳态微相分离，以及为什么微观结构可以从离散液滴到双连续网络不等。这项工作强调了非线性弹性在控制聚合物凝胶中相分离形态中的关键作用。
引用
@article{arxiv.2506.08958,
title = {Thermodynamics of microphase separation in a swollen, strain-stiffening polymer network},
author = {Carla Fernández-Rico and Robert W. Style and Stefanie Heyden and Shichen Wang and Peter D. Olmsted and Eric R. Dufresne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08958},
year = {2025}
}