Elasticité des réseaux polymériques

Nous développons et résolvons un nouveau modèle moléculaire pour l'élasticité non linéaire des réseaux polymériques enchevêtrés. Ce modèle combine et généralise plusieurs idées réussies introduites au fil des ans dans le domaine de l'élasticité du caoutchouc. Les contraintes topologiques imposées par les chaînes de réseau voisines sur un réseau donné sont représentées par le potentiel de confinement qui change lors de la déformation du réseau. Ce potentiel topologique restreint les fluctuations de la chaîne du réseau au tube de confinement déformé de manière non affine. Les chaînes du réseau sont autorisées à fluctuer et à redistribuer leur longueur le long du contour de leurs tubes de confinement. La dépendance de la contrainte σ par rapport au coefficient d'élongation λ pour le réseau déformé uniaxialement est généralement représentée sous la forme de la contrainte de Mooney, f*(1/λ) = σ/(λ − 1/λ2). Nous trouvons une expression simple pour la contrainte de Mooney, f*(1/λ) = Gc + Ge/(0.74λ + 0.61λ-1/2 − 0.35), où Gc et Ge sont les modules des réseaux fantômes et enchevêtrés. Cela permet d'analyser les données expérimentales sous la forme du graphique universel et d'obtenir les deux modules Gc et Ge liés aux densités de liaisons croisées et d'enchevêtrements des réseaux individuels. Les prévisions de notre nouveau modèle sont en bon accord avec les données expérimentales pour les réseaux de polybutadiène, de poly(diméthylsiloxane) et de caoutchouc naturel déformés uniaxialement, ainsi qu'avec des simulations informatiques récentes.