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Self-associating hybrid polymers under shear
Diego Felipe Jaramillo Cano
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium NAWI aus dem Bereich Naturwissenschaften (Dissertationsgebiet: Physik)
Betreuer*in
Christos Likos
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.65757
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21282.91581.440553-9
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Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Sternblock-Copolymere (SBCs) sind geeignete Makromoleküle, um Selbstorganisation-Bausteine mit spezifischer Weichheit, Funktionalisierung, Form und Flexibilität zu bilden. In dieser Arbeit untersuchen wir das Verhalten verschiedener Suspensionen von SBCs unter Scherströmung mittels partikelbasierter Mehrskalensimulationen. Wir analysieren systematisch die Konformationsei-genschaften von Sternen mit niedriger Funktionalität sowie die Bildung attraktiver Flecken (Patches) auf ihrer Korona in Abhängigkeit von der Scherrate. Wir decken eine Vielzahl von Systemparametern ab, darunter Funktionalität, Amphiphilizität, Monomerverpackungsfraktion und Lösungsmittelqualität. Wir untersuchten auch das Verhalten von verdünnten und halbverdünnten Suspensionen von SBCs. Unsere Analyse konzentriert sich auf das dynamische Verhalten der im Gleichgewicht geformten Netzwerkstrukturen als Folge der durch den scherfluss induzierten Patches-Reorganisation. Die gewonnenen Ergebnisse haben interessante Auswirkungen auf die rheologischen Eigenschaften des Systems und die viskoelastischen Reaktionen in verdünnten und halbverdünnten Bulk-Phasen. Im letzten Teil dieser Arbeit schlagen wir zwei Verallgemeinerungen der numerischen MPCD-Methode vor, indem ein Sternpolymer als "durchdringbares weiches Kolloid" betrachten werden. Unsere Ansätze können auf noch komplexere Polymersysteme ausgedehnt werden.
Abstract
(Englisch)
Star block-copolymers (SBCs) have been demonstrated to constitute self-assembling building blocks with specific softness, functionalization, shape, and flexibility. We study the behavior of star-block-copolymers (SBCs) suspensions under shear flow by means of particle-based multi-scale simulations. We analyze the conformational properties of low-functionality stars as well as the formation of attractive patches on their corona as a function of the shear rate for a wide range of parameters, including functionality, amphiphilicity, monomer packing fraction and solvent quality. For dense systems, we also analyze the dynamical behavior of the network structures formed at equilibrium as a consequence of the patch reorganization induced by the shear flow. The obtained results have interesting implications on the system’s rheological properties and viscoelastic response in dilute and semidilute bulk phases. In the final part of this work, we propose two generalizations of the Multi-Particle Collision Dynamics (MPCD) numerical method to achieve a higher coarse-grained level for the star-solvent interaction by considering the polymer as a penetrable soft colloid; this approach can be extended to more complex polymer systems.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
Star block-copolymers (SBCs) self-assembling Multi-Particle Collision Dynamics (MPCD) dilute and semidilute suspensions shear flow conformational properties dynamical behavior
Schlagwörter
(Deutsch)
Sternblock-Copolymere (SBCs) Selbstorganisierend Multi-Particle Collision Dynamics (MPCD) verdünnte und halbverdünnte Suspensionen Scherströmung Konformationseigenschaften dynamisches Verhalten
Autor*innen
Diego Felipe Jaramillo Cano
Haupttitel (Englisch)
Self-associating hybrid polymers under shear
Paralleltitel (Deutsch)
Selbst-assoziierende Hybridpolymere unter Scherung
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
xiii, 130 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Marisol Ripoll ,
Angel José Moreno Segurado
Klassifikation
33 Physik > 33.60 Kondensierte Materie: Allgemeines
AC Nummer
AC16250482
Utheses ID
58239
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 411 |
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1