Étude de l'influence du repliement des chaînes de polyéthylène sur la température de fusion par simulation moléculaire

Les polymères contiennent principalement deux phases importantes : une phase cristalline et une phase amorphe. Ces phases sont chacune caractérisées par une transition thermique, soit la température de fusion pour la phase cristalline qui la fait passer à une phase liquide et la température de transition vitreuse pour la phase amorphe qui l’amène à une phase amorphe différente. Dans cette étude, nous nous intéresserons à la température de fusion. C’est cette transition thermique qui dicte le domaine d’utilisation du polymère. Comme les polymères sont facilement modulables, il est possible de créer un polymère en fonction du domaine d’utilisation souhaité. Toutefois, cette méthode s’effectue par expérience en laboratoire et est donc couteuse en temps et en produit. C’est pourquoi il est intéressant de penser à une technique de simulation moléculaire qui permettrait d’estimer la température de fusion d’un polymère. Comme le polyéthylène est l’un des polymères le plus simple, il s’agit d’un bon point de départ pour valider et vérifier les limites de la méthode qui présente l’architecture. Le comportement de la température de fusion d’un nano cristal en fonction de l’épaisseur des mono cristaux peut être décrit par l’équation de Gibbs-Thomson. Celle-ci dépend donc de 3 facteurs principaux, soit la largeur de la lamelle cristalline, l’énergie de surface et la variation d’enthalpie de fusion. Au sein du laboratoire, des études ont déjà été menées afin de bien simuler la température de fusion. Ces étapes ont permis de bien représenter les 3 premiers facteurs influençant la température de fusion. Comme la température de fusion obtenue est trop élevée et que l’on connaît l’enthalpie de fusion, il ne reste qu’à bien adapter la variation d’entropie de fusion. Ainsi, afin de modéliser un système complet duquel on obtiendra une bonne température de fusion, il faut trouver une technique afin de bien représenter l’entropie du système. Pour ce faire, les chaines alcanes présentes d