Mechanical Properties and Failure Behavior of Physically Assembled Triblock Copolymer Gels with Varying Midblock Length
Mechanical Properties and Failure Behavior of Physically Assembled Triblock Copolymer Gels with Varying Midblock Length
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具有不同中嵌段长度的物理组装三嵌段共聚物凝胶的机械性能和失效行为
DOI：
10.1002/polb.24860
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kundu, Santanu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mishra, Satish;Badani Prado, Rosa M.;Zhang, Song;Lacy, Thomas E.;Gu, Xiaodan;Kundu, Santanu
包括物理组装凝胶或物理凝胶的失效行为在内的机械性能受其网络结构的控制。为了研究这种行为，我们考虑了由矿物油中的聚（苯乙烯）-聚（异戊二烯）-聚（苯乙烯）[PS-PI-PS]组成的物理凝胶系统。在这些凝胶中，末端嵌段（PS）分子量没有显著差异，而中间嵌段（PI）分子量已经改变，使得我们可以获得具有和不具有中间嵌段缠结的凝胶。小角X射线散射数据表明，凝胶由PI链连接的塌陷PS聚集体组成。凝胶化温度已被发现是一个功能的封端浓度。拉伸试验显示，对于具有中间嵌段缠结的凝胶，在高应变下的模量依赖于拉伸速率。蠕变失效行为也被发现受到缠结的影响。具有预定义裂纹的断裂实验表明，能量释放率与此处考虑的所有凝胶的裂纹尖端速度成线性比例。此外，增加中间嵌段链长度导致更高的粘性耗散，从而导致更高的能量释放速率。结果深入了解了中间嵌段缠结如何可能影响中间嵌段选择性溶剂中物理组装的三嵌段共聚物凝胶的机械性能。© 2019威利期刊股份有限公司J.波利姆科学，部分B：聚合物物理2019，57，1014-1026
Mechanical properties including the failure behavior of physically assembled gels or physical gels are governed by their network structure. To investigate such behavior, we consider a physical gel system consisting of poly(styrene)‐poly(isoprene)‐poly(styrene)[PS‐PI‐PS] in mineral oil. In these gels, the endblock (PS) molecular weights are not significantly different, whereas, the midblock (PI) molecular weight has been varied such that we can access gels with and without midblock entanglement. Small angle X‐ray scattering data reveals that the gels are composed of collapsed PS aggregates connected by PI chains. The gelation temperature has been found to be a function of the endblock concentration. Tensile tests display stretch‐rate dependent modulus at high strain for the gels with midblock entanglement. Creep failure behavior has also been found to be influenced by the entanglement. Fracture experiments with predefined cracks show that the energy release rate scales linearly with the crack‐tip velocity for all gels considered here. In addition, increase of midblock chain length resulted in higher viscous dissipation leading to a higher energy release rate. The results provide an insight into how midblock entanglement can possibly affect the mechanical properties of physically assembled triblock copolymer gels in a midblock selective solvent. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys.2019,57, 1014–1026
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