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中國科大李良彬教授團隊 《ACS Macro Lett.》:玻璃態聚合物鏈段鍵取向決定的焓應力
2023-08-31  來源:高分子科技
  近期,中國科學技術大學國家同步輻射實驗室,安徽省先進功能高分子薄膜工程實驗室,中國科學院軟物質化學重點實驗室李良彬教授團隊采用分子動力學模擬方法,通過對預應變玻璃態聚合物模型施加震蕩應變,揭露了在鏈段運動能力和鏈內連接鍵尺度的有序共存的條件下,模型中將出現額外的焓應力。 


1 (a) 對預拉伸的玻璃態聚合物模型施加震蕩剪切 (b) 震蕩應變下模型在預拉伸方向出現的回縮焓應力。


  這種焓應力比熵彈性高幾個數量級,完全由鏈內連接鍵長度尺度上的取向程度決定。由于玻璃態聚合物在應變過程中涉及由應力誘導的鏈段運動能力,因此在對玻璃態聚合物施加應變時,也應存在類似的焓應力以改變屈服和流動應力。實驗和模擬工作均表明,屈服后玻璃態聚合物的應力松弛比屈服前慢得多。這可能是由于在屈服后存在鍵取向的情況下,隨結構松弛產生了新的焓應力。 


2 (a) 對不同機械歷史的玻璃態聚合物模型施加震蕩應變 (b) 不同模型中回縮焓應力與鏈內連接鍵取向之間的對應關系。


  這項研究工作揭示了鍵長度尺度上的鏈內取向如何影響聚合物玻璃機械行為的潛在機制,是對現有玻璃態聚合物機械響應理論的有效補充。該工作以“Bond Orientation-Determined Enthalpic Stress in Polymer Glasses upon Deformation”為題發表在《ACS Macro Letters》上(ACS Macro Lett. 2023, 12, XXX, 1251–1256)。文章第一作者是中國科學技術大學博士后許廷雨博士,通訊作者為崔昆朋教授和李良彬教授。該研究得到國家自然科學基金委的支持。


  原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.3c00387
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(責任編輯:xu)
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