Friction mechanisms at polymer–solid interfaces

We present series of experiments conducted on model systems consisting of smooth solid surfaces covered with end grafted polymer chains at controlled surface density, and put into contact with either a polymer melt or a crosslinked elastomer of the same chemical species, and devoted to the characterization of friction as a function of the molecular parameters of the interface. Two techniques were used to do so: Near-Field Laser Velocimetry, which allows us to directly measure the local velocity at the interface when the melt is sheared against the grafted surface, and friction force measurements in a JKR like apparatus in the case of elastomers. Results will be discussed in the framework of molecular models of chain interdigitation and chain pull-out mechanisms. To cite this article: L. Léger et al., C. R. Chimie 9 (2006).

RésuméNous présentons deux ensembles d'expériences conduites sur des systèmes modèles formés de chaînes de polymères greffées sur des surfaces solides peu rugueuses, à densité de surface contrôlée, et mises en contact avec, soit un fondu, soit un élastomère réticulé du même polymère. La friction est alors caractérisée par mesure directe de la vitesse locale à la paroi par vélocimétrie laser en champ proche, dans le cas d'un fondu cisaillé sur la surface greffée, et par mesure de la force de friction dans un test JKR, dans le cas de l'élastomère. L'ensemble des résultats sera discuté dans le cadre de modèles moléculaires, en termes d'inter-digitation, d'enchevêtrement et d'extraction des chaînes greffées de la masse du polymère. Pour citer cet article : L. Léger et al., C. R. Chimie 9 (2006).