Wetting of polymer covered surfaces

Abstract
We consider solid surfaces, partly covered with flexible, neutral, linear polymers (by adsorption or by grafting), wetted by a liquid which is a good solvent of the poymer. We give formulae for the spreading coefficient S as a function of chain length, solvent quality and adsorption strength. We also discuss the wetting films obtained in spreading a droplet of (non volatile) solvent : the equilibrium thickness e of the film is a compromise between S (favouring thin films) and the coil entropies (favouring thick films) : in most cases e is rather small. Finally we analyse the spreading on certain « patchy » coatings where the film thicknesses can change dramatically with time.

Résumé
Nous discutons le comportement de surfaces greffées, ou couvertes de polymères adsorbés, et exposées à un liquide qui est un bon solvant du polymère. Notre premier objectif est le paramètre d'étalement S, que nous calculons en fonction de la longueur des chaînes, de la qualité du solvant, et aussi de la force de l'adsorption. Par ailleurs, nous analysons les films de mouillage, obtenus à S > 0 par étalement d'un solvant non volatil. L'épaisseur e du film est un compromis entre S (qui favorise des films minces) et l'entropie des chaînes confinées dans le film (qui favorise des films épais). Dans la plupart des cas, l'épaisseur d'équilibre e s'avère plutôt petite. Enfin, nous analysons l'étalement sur une surface bigarrée : par exemple, une zone circulaire couverte de polymère, entourée par du solide nu, ou l'inverse. Dans ces situations, l'épaisseur du film sur la zone centrale doit changer brutalement quand la goutte atteint le bord de cette zone.