Polymères mésomorphes en peigne : étude en phase nématique des constantes élastiques, des coefficients de friction et de l'anisotropie des constantes de diffusion

par Pascale Fabre

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Madeleine Veyssié.

Soutenue en 1986

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Nous avons étudié un certain nombre de propriétés statiques et dynamiques de polymères nématiques en peigne. Ces composés, synthétisés récemment, sont constitués d'une chaîne polymérique sur laquelle sont greffées latéralement des molécules mésomorphes. Ils présentent donc la particularité de combiner une nature polymérique, c’est-à-dire de tendance à l'isotropie spatiale et une nature cristal liquide, fortement anisotrope. Dans une première partie, nous avons mesuré les constantes élastiques et la viscosité de torsion de ces polymères. Les résultats essentiels sont les suivants : alors que les constantes élastiques sont du même ordre de grandeur que dans les. Cristaux liquides conventionnels, les coefficients de friction sont fortement exaltés. En outre, ils s'analysent dans le cadre d'une théorie standard sur les polymères. De façon indirecte, nous avons déduit de ces mesures que la pelote de polymère adopte une conformation spatiale anisotrope et que le mouvement du directeur s'accompagne d'une rotation coopérative de la chaîne. Le couplage des mésomorphes à la chaîne se manifeste donc à la fois dans les propriétés dynamiques de ces composés et dans leur conformation statique. Dans un deuxième temps, nous nous sommes intéressés aux propriétés de transport de ces polymères. En utilisant la méthode de diffusion Rayleigh forcé de la lumière, nous avons comparé les coefficients de diffusion dans deux directions perpendiculaires, dans les polymères et dans un cristal liquide témoin, chimiquement analogue à la partie nématique du polymère. Nous avons trouvé, pour une même sonde, que l'ordre de grandeur des coefficients de diffusion est considérablement plus petit dans le polymère et surtout que le sens de l'anisotropie de la diffusion par rapport à l'orientation du directeur est inversé entre le cristal liquide et le polymère. Nous en avons conclu que la présence de la chaîne principale modifie, au moins localement, la symétrie du milieu nématique.

  • Titre traduit

    Mesomorphic comb polymers : study in the nematic phase of the elastic constants, friction coefficients and anisotropy of the diffusion constants


  • Résumé

    We have studied some static and dynamic properties of side-chain nematic polymers. These materials, newly synthetized, are constituted by a polymeric main chain grafted with mesomorphic moieties. They thus combine specific features of polymeric compounds as well as typically nematic anisotropic properties. In a first part, we have measured the elastic constants and the twist viscosity of those polymers. The main results are: - the order of magnitude of the elastic constants is close to those of conventional nematic medium;- the twist viscosity coefficient, on the contrary, is several orders of magnitude larger than in low molar weight compounds. Moreover, it may be interpreted in the frame of the standard free volume theory on polymers. Indirectly, we deduce from these measurements that the polymeric back¬bone takes an anisotropic shape and that the rotation of the director involves a cooperative notion of the main chain. The coupling between the two parts of this composite abject is then evidenced both in the static and dynamic properties. In a second part, v. >e have studied the transport properties of these polymers. Using the forced Rayleigh scattering experiment, we compare the diffusion constants in two perpendicular directions in the polymers and in a chemically similar conventional liquid crystal. We find, for the same probe, that the order of magnitude of the diffusion coefficients in much smaller for polymers than for liquid crystals. Moreover, the anisotropy of diffusion regarding to the director orientation, is inverted between the two types of compounds. We conclude that the presence of the backbone modifies, at least at a local scale, the symmetry of the nematic medium.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (154 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de parties

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1986)209
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