用于探究缠结可能收缩的弹性体变形过程中的“紧密结节模型”

《Journal of Applied Polymer Science》：A Tight Knot Model of Elastomers Undergoing Deformation for Exploring Possible Contractions of Entanglements

本文基于紧结理论和Lhuillier分布方法，构建了统计热力学模型，揭示了弹性体变形后缠结网络拓扑与构象收缩的关系，推导出自由能密度及本构方程，发现紧结指数显著影响力学性能，模型有效预测了应力-应变行为中的应变软化和硬化现象。

　　

摘要

弹性体的网络结构和拓扑特性，以及变形后缠结可能发生的收缩现象，长期以来一直备受关注。本文基于紧结理论和Lhuillier分布方法，提出了一个统计热力学模型，用于研究弹性体材料在变形后的构象收缩和缠结压缩行为。研究表明，变形弹性体的复杂网络拓扑结构和缠结特性是其非线性力学行为的关键因素。通过构建自由能函数并分析紧结条件下的链构象分布，作者推导出了紧密缠结链的自由能密度和本构方程。关键参数（如“平坦紧结指数”）对材料力学性能和网络拓扑有显著影响：较高的紧结指数值与较小的变形下的承载能力增强以及较大的变形下的应变软化现象相关。该模型的有效性通过与其他文献中的实验数据对比得到验证，表明其能够基于网络拓扑结构预测应力-应变行为，包括应变软化和硬化现象。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。