Simulations numériques mésoscopiques de brosses de polymères sous compression et cisaillement

par Florent Goujon

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Dominic J. Tildesley et de Patrice Malfreyt.

Soutenue en 2003

à Clermont-Ferrand 2 .

  • Titre traduit

    Mesoscopic numerical simulations of polymer brushes under compression and shear


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  • Résumé

    Les brosses de polymères sont constituées par deux surfaces sur lesquelles sont greffées des chaînes de polymères par une de leurs extrémités. L'intérêt de ces matériaux est grand du fait de leur capacité à modifier les propriétés mécaniques et rhéologiques des surfaces greffées. La diversité des échelles spatiale et temporelle mises en jeu dans le comportement de tels systèmes macromoléculaires rend inappropriée toute simulation de type moléculaire. La dynamique dissipative est une méthode mésoscopique qui ignore l'atomicité grâce à une description "gros grains", ce qui permet de simuler la rhélogie de systèmes complexes sur une échelle de temps de l'ordre de la milliseconde. Dans ce travail, un système de brosses de polymères a été étudié en présence de différentes qualités de solvant et divers taux de cisaillement. L'étude de la compression à l'équilibre a été menée afin de comparer les profils de force simulés aux profils expérimentaux et aux théories (SCF et lois d'échelles). Afin de mieux représenter les systèmes réels, un algorithme de dynamique dissipative dans l'ensemble Grand Canonique a été elaboré, nécessitant également le calcul du potentiel chimique dans un système inhomogène en densité. Ces études, très concluantes, ont été étendues à la compression sous cisaillement. Un travail méthodologique a été entrepris sur l'influence de la forme du potentiel conservatif et de la portée de ces interactions. Le travail est complété par l'étude de la déplétion de chaînes de polymères à partir des surfaces greffées. En effet, la présence de chaînes libres, difficile à caractériser expérimentalement, s'avère être un facteur aussi important sur la modification des propriétés structurales et rhélogiques du système que la qualité du solvant

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Informations

  • Détails : 1 vol. (235 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 211-217

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
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