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
俭朴的一曲完成签到,获得积分10
刚刚
拼搏诗翠完成签到 ,获得积分10
刚刚
曾经以亦完成签到,获得积分10
2秒前
长情的芝麻完成签到 ,获得积分10
2秒前
wxh完成签到 ,获得积分10
3秒前
从全世界路过完成签到 ,获得积分10
6秒前
miracloon完成签到,获得积分10
8秒前
Eric完成签到,获得积分10
19秒前
alixy完成签到,获得积分10
20秒前
慎二完成签到 ,获得积分10
22秒前
muzi完成签到,获得积分10
23秒前
34秒前
xiaobai123456发布了新的文献求助10
39秒前
海英完成签到,获得积分10
41秒前
搞科研的蜗牛完成签到 ,获得积分10
44秒前
00完成签到 ,获得积分10
44秒前
53秒前
韭菜盒子发布了新的文献求助10
56秒前
研途发布了新的文献求助10
58秒前
奇奇怪怪的大鱼完成签到,获得积分10
58秒前
机灵的以筠完成签到 ,获得积分10
59秒前
cc发布了新的文献求助10
59秒前
xiaobai123456发布了新的文献求助10
59秒前
lxaiczn应助yy采纳,获得10
1分钟前
Bgeelyu完成签到,获得积分10
1分钟前
HanaTerbush完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
出厂价完成签到,获得积分10
1分钟前
simon666完成签到,获得积分10
1分钟前
lxaiczn应助1234采纳,获得10
1分钟前
GinaLundhild06完成签到,获得积分10
1分钟前
海里的鱼额完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Bgeelyu发布了新的文献求助10
1分钟前
bee完成签到 ,获得积分10
1分钟前
surlamper完成签到,获得积分10
1分钟前
默默鹏飞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
踏实麦片完成签到,获得积分10
1分钟前
fate完成签到,获得积分10
1分钟前
yunsui完成签到,获得积分10
1分钟前
Yi完成签到,获得积分10
1分钟前
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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6021732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7635442
关于积分的说明 16166869
捐赠科研通 5169562
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766488
邀请新用户注册赠送积分活动 1749483
关于科研通互助平台的介绍 1636588