在简单剪切和单轴延伸流下,在稀释溶液中的瓶刷聚合物的布朗动力学模拟
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 600 S Mathews Avenue, Urbana, Illinois 61801, USA.
The Journal of chemical physics
|January 23, 2024
概括
在稀释溶液中探索瓶刷聚合物动态. 增加侧链长度减少了由于硬体相互作用而导致的延伸流中的拉伸和应力,而剪切流显示了剪切稀释行为.
科学领域:
- 聚合物物理 聚合物物理
- 软物质物理学 软物质物理学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 瓶刷聚合物具有独特的架构,具有密集接种的侧链.
- 对于材料科学应用来说,了解它们在流动下的质性质至关重要.
研究的目的:
- 为了研究瓶刷聚合物在剪切和延伸流中的流动动力学.
- 分析侧链长度对分子拉伸,应力和粘度的影响.
主要方法:
- 包含水力动力学相互作用 (HI) 的布朗动力学模拟.
- 粗粒模型,代表带有珠子和非线性弹的瓶刷聚合物.
- 侧链长度在固定的骨干长度下有系统的变化.
主要成果:
- 在延伸流中,增加侧链长度会减少脊柱延伸和正常应力差异,主要是由于硬体效应.
- 剪切流表现出剪切稀释行为,这与较长的侧链减少.
- 在高维森伯格数 (Wi) 的剪流中观察到非单调的脊柱延伸.
结论:
- 与线性聚合物相比,接种的侧链的分子厚度决定了与线性聚合物相比的独特动态.
- 固体相互作用是瓶刷聚合物的质反应的一个关键因素.
- 模拟结果为这些宏分子的复杂流动行为提供了洞察力.


