Universal aspects of hydrogel gelation kinetics, percolation and viscoelasticity from PA-hydrogel rheology

流变学 粘弹性 材料科学 凝点 热力学 剪切模量 指数 渗流理论 临界指数 动态力学分析 缩放比例 自愈水凝胶 动力学 高分子化学 聚合物 复合材料 化学 物理 物理化学 相变 数学 电导率 经典力学 语言学 哲学 几何学
作者
Vahid Adibnia,Reghan J. Hill
出处
期刊:Journal of Rheology [Society of Rheology]
卷期号:60 (4): 541-548 被引量:49
标识
DOI:10.1122/1.4948428
摘要

Polyacrylamide (PA) hydrogels have been studied extensively, but fundamental aspects of their gelation kinetics, percolation dynamics, and viscoelasticity are still not well understood. This paper focuses on the rheology of PA hydrogels having unusually low monomer concentrations (ca ≈ 3 w% equivalent to 0.42 mol l−1). These furnish loss tangents that span 4 orders of magnitude when varying the crosslinker concentration. An optimum crosslinker concentration (cbis/ca ≈ 2.5 mol. % equivalent to 5.3 w%) is identified, below which the storage modulus G′ increases almost linearly, and the loss modulus G″ acquires a local maximum. Above the optimum crosslinker concentration, G′ and G″ both plateau, accompanied by a notable decrease in the maximum strain (increase in brittleness) before breaking. The dynamic shear moduli reveal universal dynamics at the gel point, as indicated by (i) scaling exponents (y = 3.1 ± 0.1, z = 2.1 ± 0.1 and Δ = 0.70 ± 0.02) that are consistent with the de Gennes [“On a relation between percolation theory and the elasticity of gels,” J. Phys. Lett. 37, L1–L2 (1976)] electrical network analogy, and (ii) a critical relaxation exponent that is close to the Rouse limit Δ = 2/3 from the scaling theory of Martin. A close correspondence of the exponents with that of Adam and Delsanti [Macromolecules 18, 2285–2290 (1985)] for the radical copolymerization of a different material supports the long-standing hypothesis that dynamics at the gel point are universal for a prescribed gelation mechanism.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
王小嘻发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
个性的大白菜真实的钥匙完成签到,获得积分10
1秒前
爆米花应助孤独的浩轩采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
丘比特应助8282868采纳,获得10
3秒前
传奇3应助有米饭没采纳,获得10
3秒前
油条狗发布了新的文献求助10
3秒前
细心的日记本完成签到,获得积分10
3秒前
ZDTT完成签到,获得积分10
4秒前
小嘉饼饼完成签到,获得积分10
4秒前
111完成签到,获得积分20
5秒前
肖志勇发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
李爱国应助苏公子采纳,获得10
6秒前
妖精完成签到,获得积分10
6秒前
xz发布了新的文献求助30
7秒前
鳗鱼匕发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
完美夏天发布了新的文献求助10
8秒前
Ava应助曲拉通采纳,获得10
8秒前
小小的飞机完成签到,获得积分20
9秒前
111发布了新的文献求助10
9秒前
虚幻雁荷发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
乐乐应助清爽的如波采纳,获得10
10秒前
李健应助nanjianli采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
RenYanqiang完成签到,获得积分10
11秒前
MoMo发布了新的文献求助10
11秒前
梧桐的灯发布了新的文献求助10
11秒前
自然大米完成签到,获得积分10
12秒前
蘅芷清芬关注了科研通微信公众号
12秒前
14秒前
13223456发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Comprehensive Methanol Science: Production, Applications, and Emerging Technologies 4000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Comprehensive Methanol Science: Production, Applications, and Emerging Technologies Volume 2: Methanol Production from Fossil Fuels and Renewable Resources 1000
Comprehensive Methanol Science: Production, Applications, and Emerging Technologies Volume 1: Methanol Characteristics and Environmental Challenges in Direct Methane Conversion 1000
The Social Psychology of Citizenship 1000
Research for Social Workers 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5917798
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 6880222
关于积分的说明 15804269
捐赠科研通 5043940
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2714495
邀请新用户注册赠送积分活动 1667127
关于科研通互助平台的介绍 1605876