Visco-elastische eigenschappen van polymeersmeltingen en oplossingen onder verlengingsstromen

Het voorspellen van de lineaire visco-elastische envelop (LVE) van monodisperse polymeren heeft een kwantitatief niveau bereikt, gebaseerd op de Doi-Edwards buis-model theorie gecombineerd met gevestigde relaxatiemechanismen zoals reptation, contour-length fluctuations en constraint release (CR). Deze benadering is bevestigd door de universaliteit van het lineaire visco-elastische gedrag van polymeren met verschillende chemische structuren en concentraties, zolang ze hetzelfde aantal verwikkelingen hebben. Onlangs is echter aangetoond dat de universaliteit tussen polymeersmeltingen en oplossingen onder niet-lineaire verlengingsstromen niet meer werkt. Terwijl polymeersmeltingen een monotoon extensie-dunner wordend gedrag vertonen voor alle toegepaste spanningssnelheden, vertonen polymeeroplossingen met hetzelfde aantal verwikkelingen een aanvankelijk dunner wordend gedrag gevolgd door een sterke extensie-uitharding, die optreedt bij snelheden vergelijkbaar met de wederzijdse opwektijd van de ketens. Als gevolg hiervan konden tot nu toe moleculaire theorieën voor lineaire stromen niet worden uitgebreid tot niet-lineaire stromen zonder verdere overwegingen. Deze schijnbare niet-universaliteit is nu experimenteel goed ingeburgerd, maar de moleculaire oorsprong ervan en in het bijzonder de afwezigheid van een extensie-verdikking voor polymeersmelt is nog niet volledig begrepen. Verschillende modellen werden voorgesteld om dit probleem aan te pakken, maar geen van hen laat toe om een kwantitatieve beschrijving van het waargenomen gedrag te verkrijgen. Gebaseerd op recente experimentele resultaten en moleculaire simulaties, is dit werk gericht op het ontwikkelen van een nieuwe aanpak op basis van het McLeich-Larson-model en de buismodelparameters om zowel het smelt- als oplossingsgedrag te beschrijven en te verklaren.