Unexpected Solvent Effect Leading to Interface Segregation of Single-Chain Nanoparticles in All-Polymer Nanocomposite Films upon Solvent Evaporation

溶剂 聚合物 色散(光学) 单体 纳米复合材料 纳米颗粒 化学工程 溶剂效应 蒸发 材料科学 化学 高分子化学 纳米技术 有机化学 热力学 物理 光学 工程类
作者
Qian Zhao,You‐Liang Zhu,Zhong‐Yuan Lu,Hu‐Jun Qian
出处
期刊:Macromolecules [American Chemical Society]
卷期号:56 (5): 2175-2182 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acs.macromol.2c02061
摘要

In athermal all-polymer nanocomposites (all-PNCs), single-chain nanoparticles (SCNPs) are often considered to be well miscible with polymer matrixes due to their similarity in chemical compositions. However, internal cross-linking units of SCNPs must have different chemistries from the backbone monomers and, therefore, also from matrix chains. Here, we use large-scale molecular dynamics simulations to study the influence of solvent selectivity, particularly to internal cross-linkers in SCNPs, on dispersion state of SCNPs in all-PNC films upon solvent evaporation. Surprisingly, we find distinct dispersion states of SCNPs in drying films with different solvent selectivities. When the solvent is both good for cross-linkers and backbone/matrix monomers, SCNPs can be uniformly dispersed. However, when the backbone/matrix monomers have better solvophilicity than the cross-linkers and the solvophilicity of the latter is weak enough, we find segregation of SCNPs in surface regions. Such phenomena can be attributed to the intrinsic difference in the solvent density at an interface region from that in the bulk, which eventually results in the aggregation of SCNPs at the interface region where the solvent particles are much less than in the bulk. At the interface region, cross-linkers in the SCNPs will have less contact with the solvent and, therefore, less enthalpy penalty than being located in the bulk region of the film. The results demonstrate that solvent selectivity has a non-negligible effect on the structure of the composite film, which will inevitably have impacts on macroscopic properties of the film.

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
xiaofan完成签到,获得积分10
刚刚
蝎子莱莱启动完成签到,获得积分10
刚刚
郭濹涵完成签到 ,获得积分10
1秒前
xiaolizi发布了新的文献求助30
1秒前
Yy完成签到,获得积分10
2秒前
Alex完成签到,获得积分10
2秒前
天明完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇应助马里奥采纳,获得10
5秒前
sdjjis完成签到 ,获得积分10
5秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
求知完成签到,获得积分10
8秒前
MINA完成签到,获得积分10
8秒前
风中的蜜蜂完成签到,获得积分10
8秒前
呆萌鱼完成签到,获得积分10
11秒前
充电宝应助chenwang采纳,获得30
12秒前
封闭货车完成签到 ,获得积分10
13秒前
You完成签到,获得积分20
13秒前
小丽完成签到,获得积分10
15秒前
KEHUGE完成签到,获得积分10
15秒前
何洋完成签到 ,获得积分10
16秒前
左左完成签到,获得积分10
16秒前
homeless完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
四块一毛柒完成签到 ,获得积分10
17秒前
Keyuuu30完成签到,获得积分0
18秒前
马里奥完成签到,获得积分10
19秒前
宋宋syi完成签到 ,获得积分10
19秒前
fufu完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
zbb123完成签到 ,获得积分10
21秒前
kakaC完成签到,获得积分10
21秒前
糊涂的涂涂完成签到,获得积分10
22秒前
马里奥发布了新的文献求助10
22秒前
不爱吃鱼的猫完成签到,获得积分10
23秒前
CC完成签到 ,获得积分10
23秒前
chenwang发布了新的文献求助30
25秒前
发发旦旦完成签到,获得积分10
28秒前
季冬十五完成签到,获得积分10
28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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6519034
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8311677
关于积分的说明 17770332
捐赠科研通 5621043
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926632
邀请新用户注册赠送积分活动 1903449
关于科研通互助平台的介绍 1764139