在烯丁块共聚物的水诱导透明度损失:机制,形态学和预测建模.
Jenoff E De Vrieze1, Michiel Verswyvel1, Kinza Y Ghulam2
1Global R&D Laboratories, INEOS Styrolution Group GmbH, Mainzer Landstraße 50, 60325 Frankfurt, Germany.
暴露在水中导致乙块共聚合物 (SBCs) 由于水聚类而失去透明度,主要是在化阶段. 形态学显著影响这种效应,但预测模型可以准确预测长期光学性能.
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
- 光学材料 光学材料
背景情况:
- 水引起的透明度损失是 styrene-butadiene 块共聚合物 (SBC) 的一个关键问题.
- 透明度源于水的聚合,由水-水相互作用驱动,比水-聚合物相互作用更强.
- 这些水集群扭曲了聚合物矩阵,改变了折射率,导致视觉不透明.
研究的目的:
- 调查SBC中水引起的透明度损失背后的机制.
- 确定不同聚合物相 (硬相与相) 对透明度损失的贡献.
- 为SBCs的长期光学性能开发预测模型.
主要方法:
- 在各种水暴露条件下对SBC进行实验研究.
- 使用传输电子显微镜 (TEM) 和小角度X射线散射 (SAXS) 进行表征.
- 使用回归-推算和人工神经网络 (ANN) 开发和验证预测模型.
主要成果:
- 化阶段是透明度损失的主要原因,尽管与其体积不成正比.
- 区块共聚合物形态显著影响透明度损失的程度,特别是在相位过渡中.
- 回归-推算模型使用仅600小时的数据准确地预测了超过2600小时的性能.
- 在给定完整的描述符和充分的数据的情况下,ANN甚至在材料合成之前就有望预测性能.
结论:
- 在化阶段的水聚集是SBC透明度损失的主要原因.
- 形态学起着至关重要的作用,需要在材料设计中考虑它.
- 包括ANN在内的预测建模提供了强大的工具,可以为长期光学应用优化SBC并减少开发时间.
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