Polymères Nématiques en peigne sous déformation: synthèse, rhéologie, conformation - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Polymères Nématiques en peigne sous déformation: synthèse, rhéologie, conformation

Résumé

Nematic comb-like polymer under deformation : synthesis, rheology and conformation. Comb-like liquid-crystalline polymers gather the long-scale orientational properties of liquid crystals with mechanical properties of polymers. Therefore, these polymers rise a fundamental question: what are the influences of the comb-like structure and of the nematic interaction on the chain dynamics? To answer this question, we compared the properties of a linear polymer, a non-nematic and a nematic comb. At first, we determined the characteristics times, using classical rheology. Then, we studied the chain conformation relaxation after a uniaxial extension. The conformation can be described by two parameters: l, the global chain deformation and p, the number of locally relaxed monomers. For a linear polymer in a Rouse regime, l is the sample deformation and p grows as t1/2 (where t is the relaxation time). For the non-nematic comb, l remains constant but is smaller than the sample deformation and p grows as t. For the nematic comb, l decreases following a stretched exponential function of the rheological terminal time, whereas p remains constant. The isotropic comb dynamic is discussed in terms of living clusters made of temporary junctions between the teeth of the comb. In the nematic phase, the junctions life-time is strongly prolonged and the local relaxation is hindered. Therefore, the relaxation occurs from large scales! This study has been conducted associating rheology, X-ray scattering and small angle neutrons scattering. We have linked macroscopic properties to microscopic properties
Un polymère cristal-liquide en peigne associe les propriétés d?orientation à grande échelle des molécules cristal-liquide aux propriétés mécaniques des polymères. Il pose donc un problème fondamental : quelles sont les influences de la structure en peigne et de l?interaction nématique à longue portée sur la dynamique de la chaîne ? Pour répondre à cette question, nous avons comparé les propriétés d?un polymère linéaire, d?un peigne non - nématique et d?un peigne nématique. Dans un premier temps, nous avons déterminé les temps de relaxation des chaînes par rhéologie classique. Dans un deuxième temps, nous avons étudié la relaxation de la conformation des chaînes après étirement en fonction du temps, t, de relaxation. Celle-ci est entièrement caractérisée par deux paramètres : l, la déformation globale de la chaîne et p, le nombre de monomères relaxés localement. Pour un polymère linéaire en régime de Rouse, l correspond à la déformation de l?échantillon et p augmente comme t1/2. Pour le peigne isotrope, l reste bien constant mais est toujours inférieur à la déformation de l?échantillon tandis que p augmente comme t. Par contre, pour le peigne nématique, l décroît en exponentielle étirée fonction du temps déterminé en rhéologie alors que p reste constant. La dynamique très originale du peigne isotrope est interprétée en termes d?amas vivants formés par des jonctions temporaires entre dents du peigne. En phase nématique, la durée de vie de ces jonctions est fortement prolongée et la relaxation ne peut plus se faire localement. La relaxation se fait donc à partir des grandes échelles ! Cette étude associe rhéologie, diffusion des rayons X et diffusion des neutrons aux petits angles. Nous avons ainsi relié, en plusieurs occasions, les propriétés macroscopiques aux propriétés microscopiques.
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  • HAL Id : tel-00002896 , version 1

Citer

Véronique Demange-Fourmaux. Polymères Nématiques en peigne sous déformation: synthèse, rhéologie, conformation. Analyse de données, Statistiques et Probabilités [physics.data-an]. Université Paris Sud - Paris XI, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002896⟩
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