由软弹性调控的多畴液晶弹性体的热粘弹性

液晶弹性体（LCE）是具有棒状介晶基元的弹性网络，在载荷下可重新取向。在多畴 LCE 中，这种重新取向驱动了多畴到单畴的转变，从而产生软弹性平台。这种软弹性与聚合物网络粘弹性之间的耦合产生了一种路径依赖的热粘弹性响应，这对于阻尼、冲击防护和高韧性粘合剂等应用至关重要。然而，在复杂热力学历史下控制这种响应的物理机制仍未得到充分研究。我们提出了一个结合实验和理论的研究，针对多畴 LCE 在三种单轴协议下的行为：单次循环加载-卸载、不同预拉伸后的无应力恢复以及幅度逐渐增大的多次循环加载。我们开发了一个有限变形本构模型，该模型结合了两种并行机制：来自介晶重新取向的率无关、温度依赖的软弹性，以及时间和温度依赖的粘弹性。通过一组参数，该模型定量地再现了所有三种协议，并解析了每种机制的贡献。一个温度依赖的软弹性极限决定了低速率响应和长时间恢复拉伸，而粘弹性则控制了速率依赖的偏差以及远离该极限的残余拉伸的逐周期累积。在向列相-各向同性相变温度以上的热恢复测试证实，所有滞后和残余变形都是可逆的，排除了不可逆损伤。该框架为在复杂热力学历史下设计多畴 LCE 组件提供了机理理解和预测基础。