基于黏弹模型的聚合物溶液相分离的三维数值模拟-高分子学报.PDF

! 第 期 高% 分% 子% 学% 报 234! #!$ 年 ! 月 ’()*+,-./0’1020’ 5674! #!$ 基于黏弹模型 的聚合物 溶液相分 离 的三维数值模拟 ! ! ! ! !! 杨科大 % 郭洪霞 # ! 中国科学院化学研究所 高分子物理与化学国家重点实验室% 北京%!##!I# $ # 中国科学院大学% 北京%!###$I $ 摘% 要% 利 用 O)v加 速技术实现 黏弹模型 的三维 数 值 模 拟 !系 统 研究 了 中等 浓 度 聚 合 物 溶 液 的 分相 形 貌 和 4 4 相 分 离 动力 学 模 拟结 果 表 明本体 应 力 的不对 称是 体 系 出现 相 反 转 的重要原 因 与实验 观 察 的聚合物 溶 液 相 反 转 的演 化过程一 致 !首 先 聚合物 富集 相 形 成 网络结构 !然 后 聚合物 网络 收 缩 断 网 !最 后 变为 离 散 的液 滴 相 4 本体 松弛模 量 的增加 !一 方面会 抑 制 相 分 离初 期的 浓 度 涨 落 !导致 相 反 转 发生 时间延 迟 (另 一 方面 在 相 分 离后 ! 4 期 有助 于形 成 大的 聚合物 富集 液滴 相 加 速 相 区增长 剪切 松弛 模 量 的增加 只有助 于聚合物 富集 相 保 持 网络 结构 !并 在剪切 松弛模 量 较 大的情况 下 !不 规则 相结构 的缓 慢松弛 导致 了剪切 应 力 在 相 分 离后 期 长期 存 在 4 关键词% 黏弹模型 ! 聚合物 溶 液 ! 黏弹性相 分 离 ! 三维 数 值 模 拟 %% 相分 离 现 象 在 聚 合 物 体 系 # 如 聚 合 物 溶 液 % PNDENCM37 ) ! * 将 扩散 和应 力 的耦 合 机理用 于研究 ) !8 * ) !$ * $ 4 剪切场下 聚合物 溶 液 4K3!*7AC 和 -=7DN ! 共 混 物 中普 遍 存 在 由 于 聚合 物 材 料 的 物 理性 质 %机 械 性 能 与 体 系 中 相 分 离 微 区 形 态 密 切 相 通过考虑 两组 分的 不同 速 度 !进 一 步 发 展了 双 流 ) ! \8 * ! 4 ! 关 因此聚 合物 体 系 相 分 离 的机 理 和 动 力 学 模型 总之 双 流模型 通过 引入浓度涨 落 与应 力 的 ) ! !$ !H * 4 动态耦 合 !直接考