上海交大俞煒教授和尤偉助理研究員團隊：構建團聚納米粒子/高分子復合材料特征結構參數和模量增強定量關系的流變學本構模型
2023-01-28 來源：高分子科技
團聚納米粒子廣泛應用于增強高分子材料，最典型的例子是發展于上世紀初期的炭黑增強橡膠復合材料。有意思的是，人們對其增強機理的研究要晚于實際應用。從最經典的愛因斯坦流體力學方程開始，研究者發展了一系列的經驗模型用于描述團聚納米粒子的增強行為。然而，如何根據團聚納米粒子的特征結構構建定量化的模量增強本構模型仍具有巨大的挑戰。
圖1. 透射電鏡圖像分析團聚粒子網絡間特征尺寸(a)和統計結果(b)，(c)粒子團聚體尺寸分布，(d-e)團聚納米粒子的特征結構與粒子濃度的關系。
圖2. (a)橡膠平臺模量與粒子濃度關系，(b)粒子網絡模量與粒子濃度關系。
圖3. 團聚納米粒子的結構示意圖和復合材料的線性流變學本構模型。
圖4. (a) 高分子基體的線性黏彈性和模型結果，(b-d) 團聚納米粒子/高分子復合材料的線性黏彈性及模型結果。
以上工作建立的團聚納米粒子的結構分析方法、粒子松弛行為與線性黏彈性之間定量關系的研究，有助于加深對團聚納米粒子增強復合材料的機理認識，也為下一步研究團聚納米粒子在快速大形變下的結構演變和模量增強行為奠定了良好的表征分析方法和理論認識基礎。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c02080
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（責任編輯：xu）
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