Phát triển mô hình mới về đặc tính dòng chảy cho lớp polyme
Các nhà nghiên cứu của Đại học Bang Florida đang giúp viết “sách dạy nấu ăn” mô tả các đặc tính của vitrime, một vật liệu đầy hứa hẹn kết hợp những lợi ích của các loại polyme khác nhau.
.jpg)
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật FAMU-FSU đã phát triển một mô hình lý thuyết giải thích dòng chảy của các vật liệu polyme này. Họ phát hiện ra rằng năng lượng cần thiết để chúng bắt đầu chảy là tổng năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết của hai phần riêng biệt của polyme, kiến thức hữu ích cho các nhà sản xuất hoặc nhà tái chế đang đưa ra cách sử dụng ống nghiệm. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Macromolecules.
Vitrimers là một loại vật liệu được phát triển vào những năm 2010 kết hợp những lợi ích của hai loại polyme: nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo. Bình giữ nhiệt rất mạnh. Chúng rất mạnh mẽ về mặt cơ học và có khả năng chống phá vỡ. Nhựa nhiệt dẻo rất linh hoạt. Chúng không có cùng độ bền cơ học như phích nước, nhưng chúng có thể bị nung chảy và định hình lại nhiều lần. Vitrimers, với những lợi ích của hai vật liệu đó, có thể hữu ích cho in 3D, vật liệu hấp thụ va chạm, chất điện phân của pin và trong các ứng dụng khác.
Chuỗi polyme được liên kết với các chuỗi polyme khác bằng một tập hợp các phân tử được gọi là liên kết chéo. Trong ống nghiệm, các liên kết chéo đó có thể di chuyển đến các phần khác nhau của chuỗi polyme. Giả định hoạt động là khả năng chảy của các vitrimers trong các điều kiện khác nhau - điều này ảnh hưởng đến khả năng tái chế và mức độ dễ dàng xử lý của chúng - chỉ phụ thuộc vào các liên kết chéo của chúng.
Mô hình bao gồm ba liên kết chéo với một loạt các tốc độ chuyển đổi: nhanh, trung bình và chậm. Các nhà nghiên cứu đã ghép nối mỗi liên kết với ba xương sống polyme có độ linh hoạt khác nhau: cao, trung bình và thấp. Điều đó cho phép họ xác định năng lượng kích hoạt cần thiết để một loạt các kết hợp khác nhau bắt đầu chảy như một chất lỏng - điều cần thiết để có thể làm tan chảy và định hình lại vật liệu.
Họ phát hiện ra rằng năng lượng hoạt hóa cần thiết để vitrimer chảy như chất lỏng là tổng năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết của các liên kết chéo và xương sống polyme.
ctngoc