Deformation Driven Deswelling of Brush Gels
Deformation Driven Deswelling of Brush Gels
复制标题
刷状凝胶的变形驱动消溶胀
DOI：
10.1021/acs.macromol.2c02385
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Dobrynin, Andrey V.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jacobs, Michael;Tian, Yuan;Dobrynin, Andrey V.
我们研究了平衡溶胀在刷凝胶进行大的单轴向变形接触溶剂通过使用相结合的Flory-Reynner和缩放模型的凝胶和粗粒度的分子动力学模拟溶胀刷网络。我们的分析表明，描述溶胀时体积变化的刷状凝胶的溶胀比Qeq（λ）是表征凝胶形状的凝胶单轴变形比λ的非单调函数。它首先随着链伸长的增加而增加，然后开始降低。这种行为是一个结果的优化聚合物/溶剂的相互作用和构象熵的刷股在非线性变形制度。Qeq（λ）函数中最大值的位置与应变刚化参数β的值直接相关。该参数取决于刷状骨架的聚合度和由接枝密度和侧链的聚合度两者限定的骨架Kuhn长度。凝胶非线性模量的分析证实，在干网络和凝胶中的应变硬化参数β是相同的。然而，凝胶的结构模量Gs比干燥网络的结构模量Gdr小一个因子，该因子等于干燥状态下的刷丝的库恩长度bK与凝胶中的刷丝的库恩长度bK，s的比率，使得Gs =GdrbK/bK，s。
We studied equilibrium swelling in brush gels undergoing large uniaxial deformations in contact with solvent by using a combination of the Flory–Rehner and scaling models of gels and coarse-grained molecular dynamics simulations of swollen brush networks. Our analysis showed that the swelling ratio of the brush gelsQeq(λ), describing the volume change upon swelling, is a nonmonotonic function of the gel uniaxial deformation ratio λ characterizing the gel shape. It first increases with increasing strand elongation from its value for the free-standing gel then begins to decrease. This behavior is a result of the optimization of polymer/solvent interactions and conformational entropy of brush strands in the nonlinear deformation regime. The location of the maximum in theQeq(λ) function is directly related to the value of the strain-stiffening parameter β. This parameter depends on the degree of polymerization of the brush backbone and the backbone Kuhn length defined by both the grafting density and degree of polymerization of the side chains. Analysis of the nonlinear gel modulus confirmed that the strain-stiffening parameter β is identical in both dry networks and gels. However, the structural modulus of the gels,Gs, is smaller than that of the dry networks,Gdr, by a factor equal to the ratio of the Kuhn length of brush strands in the dry state,bK, and in the gel,bK,s, such thatGs=GdrbK/bK,s.
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通讯作者：
Mohammad Vatankhah
吸收性聚合物技术：Lisa Brannon-Peppas 和 Ronald S. Harland（编辑），Elsevier Science Publishers B.V.，阿姆斯特丹，1990 年，278 页。107.75 美元或 Dfl.210.00
DOI：
--
发表时间：
1991
期刊：
影响因子：
--
作者：
Ping I. Lee
通讯作者：
Ping I. Lee
影响因子：
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作者：
Sheiko, Sergei S.;Dobrynin, Andrey V.
通讯作者：
Dobrynin, Andrey V.