基于Slip-Link模型的凝胶大变形与扩散耦合瞬态问题分析
本文选题:聚合物凝胶 + slip-link模型 ; 参考:《力学季刊》2017年04期
【摘要】:长链聚合物通过化学键,范德华力等相互作用交联构成的弹性体吸收溶剂后形成聚合物凝胶.聚合物凝胶的溶胀变形过程是溶剂在凝胶网络内的扩散、迁移与凝胶网络变形耦合作用的结果.通常,研究凝胶的扩散-变形耦合问题是基于经典的Flory-Rehner自由能模型进行的,然而该自由能函数由于忽略了凝胶网络链段相互缠绕引起的物理交联对凝胶弹性网络自由能的影响,在计算大变形与扩散耦合问题时误差较大.本文基于Edwards-Vilgis slip-link弹性模型和Flory-Huggins混合理论构建能反映聚合物网络链缠结拓扑限制作用的凝胶自由能函数,并结合凝胶的运动方程和扩散方程,得到能够反映链段缠结影响的凝胶大变形与扩散耦合瞬态方程,并基于此研究网络缠结对凝胶在受压状态下变形梯度和凝胶内溶剂的名义浓度的影响.
[Abstract]:The long chain polymer absorbs the solvent through chemical bond and van der Waals interaction to form polymer gel. The swelling and deformation process of polymer gel is the result of the coupling effect of solvent diffusion, migration and gel network deformation. In general, the diffusion deformation coupling problem of gel is based on the classical Flory-Rehner free energy model. However, the free energy function ignores the effect of physical crosslinking caused by intertwining of gel network segments on the free energy of gel elastic network. In the calculation of the coupling problem of large deformation and diffusion, the error is large. Based on Edwards-Vilgis slip-link elastic model and Flory-Huggins mixed theory, a gel free energy function which can reflect the topological limitation of entanglement in polymer networks is constructed, and the gel motion equation and diffusion equation are combined. The coupling transient equations of large deformation and diffusion can be obtained which can reflect the effect of chain entanglement. Based on this, the influence of network entanglement on the deformation gradient of gel under pressure and the nominal concentration of solvent in gel is studied.
【作者单位】: 同济大学航空航天与力学学院;三明学院机电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(11502131,11272237) 福建省自然科学基金(2016J05019) 福建省高校杰出青年科研人才培育计划([2016]23)
【分类号】:O648.17
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,本文编号:1893713
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