Unentangled Vitrimer Melts: Interplay between Chain Relaxation and Cross-link Exchange Controls Linear Rheology

流变学 粘弹性 报告 活化能 应力松弛 放松(心理学) 阿累尼乌斯方程 流变仪 粘度 热力学 化学 聚合物 材料科学 统计物理学 物理化学 物理 有机化学 心理学 社会心理学 蠕动
作者
Ralm G. Ricarte,Sachin Shanbhag
出处
期刊:Macromolecules [American Chemical Society]
卷期号:54 (7): 3304-3320 被引量:65
标识
DOI:10.1021/acs.macromol.0c02530
摘要

Vitrimers are polymer networks that engage in dynamic associative exchange reactions. Their covalent cross-links preserve network connectivity but permit topology fluctuations, making them both insoluble and processable. Here, we use a sticky Rouse model approach to elucidate structure–viscoelasticity relationships for unentangled vitrimer melts. Two different versions of the sticky Rouse model are explored; the simplified sticky Rouse (SSR) and the inhomogeneous Rouse (IHR). Unlike the SSR, the IHR model accounts for interactions between slow modes that arise due to cross-linking and fast Rouse modes of the underlying polymer chain. First, we identify the conditions where the SSR sufficiently approximates the IHR. Then, we use the IHR to explore the influence of the structure and temperature on the zero-shear viscosity (η0) and characteristic relaxation time (τ*). Vitrimers with uniform and random cross-link distributions exhibit larger η0 and τ* than gradient and blocky types. Polydimethylsiloxane vitrimer (which has a flexible backbone) shows an Arrhenius temperature dependence for η0, while polystyrene vitrimer (which has a rigid backbone) is only Arrhenius at high temperatures. For stress relaxation measurements, the short time dynamics represent monomer friction, while the long time dynamics encompass a combination of network strand relaxation and cross-link exchange. Due to the different temperature dependences of the processes, time–temperature superposition fails. The effective rheological activation energy can be estimated a priori from the cross-link exchange activation energy and backbone Williams–Landel–Ferry parameters. Finally, we discuss the utility and limitations of the sticky Rouse approach for studying vitrimer viscoelasticity and best practices for measuring η0 and τ*.

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
星辰大海应助腼腆的妖妖采纳,获得10
刚刚
我是老大应助hancahngxiao采纳,获得30
1秒前
111完成签到,获得积分20
2秒前
科研通AI2S应助11采纳,获得10
3秒前
打打应助科研通管家采纳,获得50
4秒前
4秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
6秒前
laissez_fairy完成签到,获得积分10
6秒前
二分发布了新的文献求助10
7秒前
天天快乐应助zz6532采纳,获得10
7秒前
10秒前
Xue发布了新的文献求助10
12秒前
乐乐应助sixi采纳,获得10
13秒前
深情安青应助zyin采纳,获得10
13秒前
15秒前
hancahngxiao发布了新的文献求助30
16秒前
李爱国应助威武鸽子采纳,获得10
16秒前
张颖完成签到,获得积分10
17秒前
Echo完成签到,获得积分0
17秒前
酷波er应助哭泣的芷容采纳,获得10
18秒前
19秒前
田様应助一个可爱玉采纳,获得10
19秒前
20秒前
猜不猜不发布了新的文献求助10
20秒前
rjhgh完成签到,获得积分10
20秒前
小马甲应助乐乐采纳,获得10
23秒前
脑洞疼应助二分采纳,获得10
23秒前
23秒前
田様应助kongmou采纳,获得10
25秒前
Jamesliu完成签到,获得积分10
27秒前
Brown发布了新的文献求助10
27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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Association of Reentry Well-Being with Psychological Distress, Employment, and Housing Instability 15-Months After Incarceration 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7028531
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8698709
关于积分的说明 18430828
捐赠科研通 6528532
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3111767
关于科研通互助平台的介绍 2189212
邀请新用户注册赠送积分活动 2087341