Quantifying the sensitivity of the network structure and properties from simultaneous measurements during photopolymerization.
Quantifying the sensitivity of the network structure and properties from simultaneous measurements during photopolymerization.
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DOI：
10.1039/c7sm00419b
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发表时间：
2017-05-31
期刊：
影响因子：
3.4
通讯作者：
Chiang MYM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sarkar S;Baker PJ;Chan EP;Lin-Gibson S;Chiang MYM
我们提出了一种结合实验和计算方法的方法，以评估通过光聚合形成网络过程中的全面结构和功能演化。我们的工作使用同时测量转化度、聚合应力、反应温度变化和原位收缩应变。这些测量与粘弹性材料理论相结合，可以推导出聚合网络的弛豫时间和频率相关模量。使用松弛时间和转化程度来证明加工参数（例如通过光强度调整的固化协议）在为相同的初始树脂创建不同网络结构时的效果。我们使用交联聚合物网络模型上的有效介质计算来描述实验趋势。特别是，我们表明，可以使用多参数测量和建模来量化固化条件对交联密度空间异质性的影响。总的来说，本方法是一种全面检查网络形成过程的复杂结构和功能演化的方法。
We present a method that combines experimental and computational approaches to assess a comprehensive set of structural and functional evolution during a network formation process via photopolymerization. Our work uses simultaneous measurement of degree of conversion, polymerization stress, change in reaction temperature, and shrinkage strain in situ. These measurements are combined with the theory of viscoelastic materials to deduce the relaxation time and frequency-dependent modulus of the polymerizing network. The relaxation time and degree of conversion are used demonstrate the effect of processing parameters (e.g. curing protocol adjusted by the light intensity) in creating different network structures for the same initial resin. We describe experimental trends using effective medium calculations on a cross-linked polymer network model. In particular, we show that the effect of curing conditions on the spatial heterogeneity in crosslinks density can be quantified using multiparametric measurements and modeling. Collectively, the present method is a way to examine holistically the complex structural and functional evolution of network formation process.
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