M2 Reptation (Théorie De Gennes / Doi-Edwards)

Topique

Le fait que la masse moléculaire de ce polymère dépasse la masse moléculaire critique établie par un autre modèle de cet ensemble confine chaque chaîne moléculaire à l'intérieur d'un tube formé par les chaînes moléculaires voisines qui l'entrelacent. Ce tube contraint la chaîne moléculaire à se déplacer presque exclusivement le long de son propre contour, l'empêchant de croiser latéralement les chaînes moléculaires voisines qui forment les parois de ce même tube. De la même manière, ces chaînes moléculaires voisines, par ces mêmes enchevêtrements topologiques, restreignent déjà le mouvement relatif entre elles, comme décrit en détail par un autre modèle de cet ensemble. Le fait que la masse moléculaire de ce polymère dépasse cette masse moléculaire critique confine davantage encore cette chaîne moléculaire à l'intérieur d'un tube plus long et plus étroit.

Cette même chaîne moléculaire, confinée dans ce tube, diffuse en serpentant le long de son propre contour, faisant glisser une de ses extrémités vers l'avant et explorant ainsi progressivement de nouvelles configurations à l'extérieur de la section de tube initiale, jusqu'à finalement quitter complètement ce tube. C’est ce fluage même, ce mouvement sinueux de la chaîne moléculaire le long du contour de son propre tube, qui, pour ce même polymère soumis à une charge soutenue, préfigure déjà un autre modèle de cet assemblage. Le temps nécessaire à cette chaîne moléculaire pour quitter complètement son tube initial par ce fluage définit le temps de fluage de de Gennes de cette chaîne. Le fait que cette chaîne moléculaire soit confinée dans un tube plus long, de masse moléculaire plus élevée, allonge par conséquent ce temps de fluage de de Gennes.

Par conséquent, ce modèle, avec le tube et le fluage qui le caractérisent, explique, via ce même temps de fluage de de Gennes, la relation empirique fortement non linéaire entre la viscosité de ce polymère fondu et sa masse moléculaire. Cette relation est bien plus marquée que la relation linéaire déjà prédite, pour le régime non enchevêtré en dessous de cette masse moléculaire critique, par un autre modèle de cet ensemble. Au-delà de cette masse moléculaire critique, chaque chaîne moléculaire supplémentaire contribue non seulement par sa propre longueur à ce temps de fluage de de Gennes, mais allonge également le tube qui la confine. C'est cette double contribution qui engendre cette relation fortement non linéaire. Le fait que ce fluage soit ainsi le mécanisme dynamique sous-jacent à la fois au glissement des chaînes sous charge soutenue dans l'autre modèle de cet ensemble et à l'état thermoplastique décrit par un autre modèle de cet ensemble signifie que les deux dépendent en définitive de ce même temps de fluage de de Gennes qui a servi à l'établissement de ce modèle.

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