物理交联水凝胶力学行为与本构模型研究进展

本文综述了物理交联水凝胶的力学行为和本构模型的研究进展。物理交联水凝胶的微观物理交联机制中交联点断裂、重连的双向可逆性导致分子链网络结构随加载过程中交联的断裂-重连进行演化和重构，表现出明显的粘弹性、蠕变和应力松弛等现象。描述化学交联水凝胶的损伤本构模型无法捕捉这些复杂的变形响应，需要根据物理交联水凝胶的特点提出新的本构模型。厘清动态交联键演化、网络重构和材料变形之间的相互关联，定量化描述微观-介观-宏观三个不同尺度上物理机制的相互关系，是建立物理交联水凝胶本构理论的关键。本文比较了既有模型在描述物理水凝胶应力响应的成功之处及局限性，并对物理交联水凝胶本构理论的研究工作进行了展望。