Flujo de polímeros de mapeo de neutrones: dispersión, visualización de flujo y teoría molecular

Área de la Ciencia:

• Física de los polímeros La física de los polímeros es la física de los polímeros.
• Reología Reología.
• Dinámica de fluidos compleja y compleja.

Sus antecedentes:

• El comportamiento de los fluidos macroscópicos se rige por las interacciones moleculares subyacentes.
• Las fundiciones de polímeros entrelazados exhiben complejas propiedades reológicas cruciales para el procesamiento.
• Comprender la interacción entre la configuración molecular y el flujo macroscópico es esencial.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el campo de flujo del polímero enredado se funde en una contracción extendida.
• Para correlacionar campos de tensión macroscópicos con configuraciones de polímeros microscópicos.
• Para validar una teoría del modelo de tubo para el flujo de fusión de polímeros entrelazados.

Principales métodos:

• Imágenes ópticas para sondear el flujo macroscópico.
• Diseminación de neutrones de ángulo pequeño para sondear configuraciones moleculares.
• Una técnica de doble sonda que combina ambos métodos.

Principales resultados:

• El estudio logró obtener imágenes simultáneas del campo de flujo y de las configuraciones moleculares.
• Los resultados se compararon con las predicciones de una teoría del modelo de tubo.
• Se encontró un acuerdo cuantitativo al considerar la reptación, la fluctuación de la longitud del contorno y la liberación de la restricción convectiva.

Conclusiones:

• La acción combinada de los procesos entrelazados fundamentales es necesaria para las predicciones reológicas precisas.
• Un hallazgo novedoso es que la orientación de la cadena de polímero a gran escala se desintegra más lentamente que la orientación en la longitud del entrelazamiento.
• Este enfoque multiscala proporciona una visión más profunda del comportamiento complejo del flujo de fluidos.