在极端的纳米封闭条件下增加聚乙烯的有效粘度
Tian Ren1,2, Zachary R Hinton2,3,4, Renjing Huang1
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104, USA.
The Journal of chemical physics
|January 12, 2024
概括
纳米孔中的聚合物运输是回收和材料的关键. 这项研究表明,聚乙烯粘度随着孔径的缩小而下降,这是由封闭驱动的,而不是表面化学.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 了解纳米孔中的聚合物动态对于聚合物上循环和纳米复合材料制造至关重要.
- 在20nm以下的毛孔中,聚乙烯 (PE) 的行为在很大程度上尚未研究.
- 纳米孔封闭显著影响材料特性和运输.
研究的目的:
- 在极端纳米封闭 (1-9纳米孔) 中研究聚乙烯运输.
- 确定孔径大小和表面化学对PE动态的影响.
- 在纳米孔中开发聚合物运输的通用模型.
主要方法:
- 在纳米粒子包装中的毛细血管上升透.
- 在现场圆测量和卢卡斯-沃什本模型用于运输分析.
- 平均孔径从1nm到9nm的系统变化.
主要成果:
- 发现有效粘度 (ηeff) 和平均孔径 (Rpore) 之间的反向关系.
- 聚合物运输主要由物理限制控制,而不是孔隙表面化学.
- 改进了现有的理论,以描述不同孔径的聚合物运输动态.
结论:
- 极端的纳米封闭显著改变了聚乙烯的运输行为.
- 物理限制是PE在小型纳米孔内运输的主要因素.
- 结果为优化聚合物上循环催化剂和纳米复合材料制造提供了见解.
