Relación entre las Conformaciones de Cadenas y el Estrés Extensional en Fundidos de Polímeros Enredados

Los flujos extensionales no lineales son comunes en el procesamiento de polímeros, pero siguen siendo desafiantes teóricamente porque el estiramiento dramático de las cadenas deforma la red de enredos lejos del equilibrio. Aquí, presentamos simulaciones de grano grueso de flujos extensionales en fundidos de polímeros enredados para números de Rouse-Weissenberg Wiₑ=0.06-52 y deformaciones de Hencky ε≥6. Las simulaciones reproducen tendencias experimentales en la viscosidad extensional con el tiempo, la tasa y el peso molecular. Los estudios de la estructura molecular revelan una elongación y un adelgazamiento del tubo de confinamiento con el aumento de Wiₑ. El aumento del estrés es cuantitativamente consistente con la disminución de la entropía de las cadenas en la longitud de enredo de equilibrio. Las tendencias dependientes del peso molecular en la viscosidad están relacionadas con un cruce del límite newtoniano a un límite de alta tasa que se escala de manera diferente con la longitud de la cadena.