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中国科大李良彬教授团队 《ACS Macro Lett.》:玻璃态聚合物链段键取向决定的焓应力
2023-08-31  来源:高分子科技
  近期,中国科学技术大学国家同步辐射实验室,安徽省先进功能高分子薄膜工程实验室,中国科学院软物质化学重点实验室李良彬教授团队采用分子动力学模拟方法,通过对预应变玻璃态聚合物模型施加震荡应变,揭露了在链段运动能力和链内连接键尺度的有序共存的条件下,模型中将出现额外的焓应力。 


1 (a) 对预拉伸的玻璃态聚合物模型施加震荡剪切 (b) 震荡应变下模型在预拉伸方向出现的回缩焓应力。


  这种焓应力比熵弹性高几个数量级,完全由链内连接键长度尺度上的取向程度决定。由于玻璃态聚合物在应变过程中涉及由应力诱导的链段运动能力,因此在对玻璃态聚合物施加应变时,也应存在类似的焓应力以改变屈服和流动应力。实验和模拟工作均表明,屈服后玻璃态聚合物的应力松弛比屈服前慢得多。这可能是由于在屈服后存在键取向的情况下,随结构松弛产生了新的焓应力。 


2 (a) 对不同机械历史的玻璃态聚合物模型施加震荡应变 (b) 不同模型中回缩焓应力与链内连接键取向之间的对应关系。


  这项研究工作揭示了键长度尺度上的链内取向如何影响聚合物玻璃机械行为的潜在机制,是对现有玻璃态聚合物机械响应理论的有效补充。该工作以“Bond Orientation-Determined Enthalpic Stress in Polymer Glasses upon Deformation”为题发表在《ACS Macro Letters》上(ACS Macro Lett. 2023, 12, XXX, 1251–1256)。文章第一作者是中国科学技术大学博士后许廷雨博士,通讯作者为崔昆朋教授和李良彬教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。


  原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.3c00387
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(责任编辑:xu)
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