Possibilités actuelles du calcul des constantes élastiques de polymères par des méthodes de simulation atomistique

Current Possibilities of the Computation of Elastic Constants of Polymers Using Atomistic Simulations

Institut Français du Pétrole

Résumé

Les propriétés élastiques des phases amorphe et cristalline pures de polymères semi-cristallins ne sont en général pas mesurables directement avec les moyens physiques habituels. Il est donc nécessaire de recourir à des méthodes de calcul numérique. Cet article décrit certaines de ces méthodes, fondées sur des modélisations atomistiques, ainsi qu'une évaluation des implémentations actuelles. Il est montré que la méthode proposée par Zehnder et al. (1996) fournit les meilleurs résultats, au prix d'un temps long de calcul, dû à la dynamique moléculaire. Néanmoins, aucune de ces méthodes n'est vraiment utilisable simplement au jour le jour, car elles requièrent des moyens importants de calcul.

Abstract

Elastic properties of pure crystalline and amorphous phases of a semicrystalline polymer are usually not directly measurable by usual physical means. It therefore is necessary to resort to numerical computing methods. This paper describes some of these methods, based on atomistic simulations, as well as an assessment of current implementations. It is shown that the method proposed by Zehnder et al. (1996) gives the best results, at the expense of long computing time, due to molecular dynamic simulation. Nevertheless none of these methods are really usable on a daily basis, since there are demanding important computing capabilities.