胶体聚合物弹性模量的微观理论:键长的效应

作     者：张博凯 Zhang Bo-Kai

作者机构：浙江理工大学物理系杭州310018 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2021年第70卷第12期

页      面：173-179页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11904320,11847115) 浙江理工大学科研启动基金(批准号:18062243-Y)资助的课题 

主　　题：胶体聚合物 弹性模量 非线性朗之万方程 聚合物玻璃 

摘      要：使用模耦合理论,并结合非线性朗之万方程理论中的动力学自由能、局域尺寸和玻璃化转变点的概念,研究胶体聚合物的弹性问题.以微观的静态结构为基础,在理论上推导出剪切弹性模量的显式表达.该表达式包含了单链结构因子、链间单体的静态结构与动力学局域尺寸.首先报道了键长的增加对过冷液体转变体积分数有降低作用.之后,将胶体链的静态结构作为输入函数,基于键长对局域尺寸的关系,重点探索了键长对剪切弹性模量和体积弹性模量的影响.研究发现:当使用过冷深度作为自变量时,同一键长的链的局域尺寸和体积弹性模量能被一条普适曲线刻画,而剪切弹性模量则不能塌缩到一条普适曲线上.基于零波矢静态结构因子的普适曲线,我们猜想这来自于键长对长波矢静态结构的影响.该工作为日后对聚合物材料的弹性性质的调控提供了理论指导.