胶体聚合物弹性模量的微观理论:键长的效应

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.