Suppr超能文献

缠结聚合物熔体的纳米流变学

Nanorheology of Entangled Polymer Melts.

作者信息

Ge Ting, Grest Gary S, Rubinstein Michael

机构信息

Department of Chemistry, University of North Carolina, Chapel Hill, North Carolina 27599, USA.

Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico 87185, USA.

出版信息

Phys Rev Lett. 2018 Feb 2;120(5):057801. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.057801.

Abstract

We use molecular simulations to probe the local viscoelasticity of an entangled polymer melt by tracking the motion of embedded nonsticky nanoparticles (NPs). As in conventional microrheology, the generalized Stokes-Einstein relation is employed to extract an effective stress relaxation function G_{GSE}(t) from the mean square displacement of NPs. G_{GSE}(t) for different NP diameters d are compared with the stress relaxation function G(t) of a pure polymer melt. The deviation of G_{GSE}(t) from G(t) reflects the incomplete coupling between NPs and the dynamic modes of the melt. For linear polymers, a plateau in G_{GSE}(t) emerges as d exceeds the entanglement mesh size a and approaches the entanglement plateau in G(t) for a pure melt with increasing d. For ring polymers, as d increases towards the spanning size R of ring polymers, G_{GSE}(t) approaches G(t) of the ring melt with no entanglement plateau.

摘要

我们通过追踪嵌入的非粘性纳米颗粒(NPs)的运动,利用分子模拟来探究缠结聚合物熔体的局部粘弹性。与传统微观流变学一样,广义斯托克斯 - 爱因斯坦关系被用于从纳米颗粒的均方位移中提取有效应力松弛函数(G_{GSE}(t))。将不同纳米颗粒直径(d)的(G_{GSE}(t))与纯聚合物熔体的应力松弛函数(G(t))进行比较。(G_{GSE}(t))与(G(t))的偏差反映了纳米颗粒与熔体动态模式之间的不完全耦合。对于线性聚合物,当(d)超过缠结网尺寸(a)时,(G_{GSE}(t))会出现一个平台期,并且随着(d)的增加,接近纯熔体(G(t))中的缠结平台期。对于环状聚合物,当(d)朝着环状聚合物的跨越尺寸(R)增加时,(G_{GSE}(t))接近环状熔体的(G(t)),且没有缠结平台期。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/2215/5896298/673c215a118d/nihms955094f1.jpg

相似文献

1
Nanorheology of Entangled Polymer Melts.缠结聚合物熔体的纳米流变学
Phys Rev Lett. 2018 Feb 2;120(5):057801. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.057801.
5
Nanoparticle diffusion in polymer nanocomposites.纳米粒子在聚合物纳米复合材料中的扩散。
Phys Rev Lett. 2014 Mar 14;112(10):108301. doi: 10.1103/PhysRevLett.112.108301. Epub 2014 Mar 12.
6
Dynamics of Nanoparticles in Entangled Polymer Solutions.纳米粒子在缠结聚合物溶液中的动力学。
Langmuir. 2018 Jan 9;34(1):241-249. doi: 10.1021/acs.langmuir.7b03418. Epub 2017 Dec 26.
7
Mobility of Nonsticky Nanoparticles in Polymer Liquids.聚合物液体中不粘性纳米颗粒的流动性。
Macromolecules. 2011 Oct 11;44(19):7853-7863. doi: 10.1021/ma201583q. Epub 2011 Sep 13.
9
Stress relaxation in entangled melts of unlinked ring polymers.无缠结环状聚合物熔体的应力松弛。
Phys Rev Lett. 2010 Nov 12;105(20):208302. doi: 10.1103/PhysRevLett.105.208302. Epub 2010 Nov 9.

本文引用的文献

5
Hopping Diffusion of Nanoparticles in Polymer Matrices.纳米颗粒在聚合物基体中的跳跃扩散
Macromolecules. 2015 Feb 10;48(3):847-862. doi: 10.1021/ma501608x. Epub 2015 Jan 22.
6
Healing of polymer interfaces: Interfacial dynamics, entanglements, and strength.聚合物界面的愈合:界面动力学、缠结与强度。
Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2014 Jul;90(1):012602. doi: 10.1103/PhysRevE.90.012602. Epub 2014 Jul 25.
7
Nanoparticle diffusion in polymer nanocomposites.纳米粒子在聚合物纳米复合材料中的扩散。
Phys Rev Lett. 2014 Mar 14;112(10):108301. doi: 10.1103/PhysRevLett.112.108301. Epub 2014 Mar 12.
8
Universal viscosity behavior of polymer nanocomposites.聚合物纳米复合材料的通用黏度行为。
Phys Rev Lett. 2012 Nov 9;109(19):198301. doi: 10.1103/PhysRevLett.109.198301. Epub 2012 Nov 7.
9
Determination of viscoelastic properties by analysis of probe-particle motion in molecular simulations.通过分子模拟中探针粒子运动分析确定粘弹性性质
Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2012 Nov;86(5 Pt 1):051501. doi: 10.1103/PhysRevE.86.051501. Epub 2012 Nov 1.

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验