Propriétés viscoélastqiues des fondus de polymères vitrifiables

Viscoelastic properties of glass-forming polymer melts

• Auteur / Autrice : Stephan Frey
• Direction : Jörg Baschnagel, Matthias Fuchs, Hendrik Meyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 29/06/2012
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Universität Konstanz
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....)
• Jury : Président / Présidente : Paul-Antoine Hervieux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexander Blumen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Walter Kob, Jürgen Horbach

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transition vitreuse

Contraintes (mécanique)

Viscoélasticité

Simulation, Méthodes de

Dynamique moléculaire

Polymères -- Fusion

Mots clés libres

Fondus de polymères vitrifiables

Simulation de dynamique moléculaire

Théorie de couplage de mode

Théorie de Rouse

Fonction de relaxation de cisaillement

Viscoélasticité

Modèle de bille-ressort

Glass-forming polymer melts

Molecular dynamics simulation

Mode-coupling theory

Rouse theory

Shear relaxation function

Viscoelasticity

Bead-spring model

Résumé

À l'approche de la transition vitreuse les fondus de polymères montrent une augmentation importante de la viscosité de plusieurs ordres de grandeur. Le but de cette étude est d'acquérir une compréhension plus profonde des propriétés viscoélastiques des fondus de polymères vitrifiables. Les polymères sont modélisés comme des chaînes flexibles en utilisant un modèle de bille-ressort. Les propriétés dynamiques sont analysées dans le cadre de la théorie de couplage de mode idéale. Nous constatons que la température critique de couplage de mode varie avec l'inverse de la longueur de chaîne. En étudiant la fonction de relaxation de cisaillement, nous constatons que les processus de relaxation polymériques, ne sont pas modifiés, mais décalés vers des temps plus importants en approchant la transition vitreuse.

Polymer melts show a remarkable increase of their viscosity by many orders of magnitude on approaching the glass transition. The aim of this study is to gain a deeper insight into the viscoelastic properties of glass forming polymer melts. The polymers are modeled as flexible chains using a bead-spring model. The dynamic properties are analyzed in the framework of the ideal mode-coupling theory. We find that the critical temperature of the ideal mode-coupling theory scales with the reciprocal chain length. By studying the shear relaxation function we find that the polymer relaxation processes are not altered but shifted to later times in the approach of the glass transition.