Propriétés mécaniques et viscoélastiques des polymères vitrifiables en volume et en films minces : études par dynamique moléculaire de systèmes modèles

Mechanical and viscoelastic properties of glass-forming polymers in the bulk and thin films : molecular dynamics study of model systems

• Auteur / Autrice : Ivan Kriuchevskyi
• Direction : Jörg Baschnagel, Hendrik Meyer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 19/06/2017
• Etablissement(s) : Strasbourg
• 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 : Christophe Fond
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Voigtmann
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Tanguy, Anaël Lemaître

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique moléculaire quasi-classique

Couches minces

Transition vitreuse

Viscoélasticité

Propriétés mécaniques

Polymères

Mots clés libres

Polymères

Modèle gros grains

Dynamique moleculaire

Verres

Température de transition vitreuse

Module de cisaillement

Couches minces

Polymers

Bead-spring model

Molecular dynamic

Glass

Glass transition temperature

Shear modulus

Thin films

Résumé

En nous concentrant sur les valeurs du module de cisaillement l’équilibre Geq pour le modèle bien connu des polymères vitrifiables (echantillionné par le biais de la MD), nous avons adressé la question générale de en quoi les propriétées méchaniques des couches mince diffères de la phase volumique. Il a été démontrè que dans les deux cas Geq de manière non ambigus sèpare l’état fluide (Geq = 0) de l’état vitreux (Geq > 0). Nous avons aussi insisté sur le fait que Geq pour la couche mince dépend de lépaisseur du film h mais aussi de de la pression tangentielle qui est un résultante de la procédure de préparation de la couche mince

Focusing on the equilibrium shear modulus Geq of well-known glass-forming polymer model system (sampled by means of MD), we have addressed the general question of how the mechanical properties of the thin polymer films differs from the bulk. Using ”stress fluctuation” formalism we obtained Geq(T) for the bulk and films. It has been demonstrated that in both cases Geq unambiguously separates the fluid state (Geq = 0) from the glass (Geq > 0). We also stressed that Geq for the film does not only depend on film thickness h, but also on tangential pressure that is a consequence of the film preparation procedure.