Numéro |
J. Phys. France
Volume 42, Numéro 1, janvier 1981
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Page(s) | 79 - 95 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jphys:0198100420107900 |
DOI: 10.1051/jphys:0198100420107900
Solutions de macromolécules rigides : effets de paroi, de confinement et d'orientation par un écoulement
L. AuvrayLaboratoire de Physique de la Matière Condensée, Collège de France, 75231 Paris, France
Abstract
We examine the behaviour of dilute solutions of long hard rods in the présence of various external perturbations : a) Near a purely repulsive (non absorbing) wall, the monomer concentration is reduced over a distance L (where L is the rod length). We evaluate the concentration profile and the resulting interfacial energy. b) In a ternary solution composed of hard rods, hard spheres and solvent, we show that two spheres attract each other if their distance is smaller than the rod length. This effect can destabilize a colloidal solution of spheres. c) In a cylindrical pore the apparent viscosity for a dilute solution of rods is shown to be reduced. (δη ˜δηbulk(D/L )2, where D is the pore diameter. D < L.) d) Near the pore orifice, for rapid solvent flow, the rods become strongly aligned in the convergent flow. We study this effect qualitatively for the case of dilute and semi-dilute solutions. For the latter case, where the molecules are entangled, we utilize the analysis of Doi and Edwards, which leads to very enhanced orientational effects.
Résumé
Nous examinons le comportement de solutions diluées de « bâtons durs », en présence de diverses perturbations extérieures : a) Près d'une paroi plane agissant de façon purement stérique (pas d'adsorption), la concentration en monomères est réduite sur une distance L (L, longueur des bâtons). Nous évaluons le profil de concentration et l'énergie interfaciale résultante. b) Dans une solution ternaire, de bâtons de sphères et de solvant, avec, là aussi, des interactions purement géométriques, nous montrons que deux sphères s'attirent dès que leur distance est inférieure à la longueur L d'un bâton. Cet effet peut déstabiliser une solution colloïdale de sphères. c) Dans un pore tubulaire, la viscosité apparente d'une solution diluée de bâtons doit être réduite. (δη ˜δηbulk(D/L)2, D est le diamètre du pore. D < L.) d) A l'entrée d'un pore, les bâtons peuvent être fortement alignés par l'écoulement convergent. Nous étudions qualitativement cet effet pour des solutions diluées et aussi semi-diluées. Pour ce dernier cas, où les molécules sont enchevêtrées, nous utilisons l'analyse de Doi et Edwards, qui mène à des effets orientationnels très augmentés.
4750 - Non-Newtonian fluid flows.
6125H - Macromolecular and polymer solutions; polymer melts; swelling.
Key words
liquid theory -- macromolecules -- molecular reorientation -- polymer solutions -- viscosity of liquids