Bottom-up Multiscale Simulation of Nonlinear Rheology for Entangled Polymer Melts: Using Atactic Polystyrene as An Example
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Le résumé fourni par la source
A multiscale modeling framework is adapted for the in silico prediction of nonlinear shear rheology of entangled polymer melts. This approach begins with an all-atom model and progresses to two coarser-grained models, the coarse-grained and slip-spring models, through a bottom-up parametrization process informed by the structure and dynamics of finer-grained models. The steady shear viscosity of entangled polymer melts is calculated by performing simple shear simulations with both the coarse-grained and slip-spring models. Using atactic polystyrene melts as a target, the steady shear viscosities are calculated under a wide range of shear rates and are found to be in quantitative agreement with experimental measurements, serving to provide an example of the prediction of nonlinear rheology of an entangled material starting from a purely atomistic model without freely adjustable parameters. At high shear rates, when the Weissenberg number is above unity, the steady shear viscosity exhibits a power law behavior with ∼ γ̇ –0.7, as captured by the coarse-grained model of slightly entangled melts. As the shear rate decreases, the transition from the power-law regime to the shear-rate-independent plateau regime depends on the molecular weight and is reproduced by the slip-spring model. Integrating the coarse-grained and slip-spring models permits the prediction of the steady shear viscosity of entangled polystyrene melts over 6 decades of time.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Bottom-up Multiscale Simulation of Nonlinear Rheology for Entangled Polymer Melts: Using Atactic Polystyrene as An Example
- Date Crossref
- 04/12/2024
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of Chicago pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Kanazawa University Advanced Manufacturing Technology Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institute of Advanced Manufacturing Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Courant Institute of Mathematical Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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New York University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Pritzker School of Molecular Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Advanced Manufacturing Technology Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Tandon School of Engineering Chemical and Biomolecular Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
University of Chicago, Advanced Manufacturing Technology Institute — Kanazawa University et Institute of Advanced Manufacturing Technology, avec 5 autres affiliations.
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