Considérations sur quelques formules de Flory en chimie physique des polymères

Institut Charles Sadron (CRM-EAHP), CNRS-ULP Strasbourg, 6, rue Boussingault 67083 Strasbourg Cedex, France.

Résumé

On examine de manière critique trois parmi les nombreuses équations proposées par Flory en chimie-physique des polymères, dans l'ordre : l'équation de Flory-Huggins pour l'enthalpie libre de mélange des solutions de polymères, l'équation pour l'énergie élastique d’une chaîne macromoléculaire isolée et enfin la formule donnant l'entropie configurationnelle de désorientation d'un polymère cristallin. On montre que si la première de ces équations est exacte du point de vue formel, elle a été obtenue à partir d'une base conceptuelle insuffisante, que la deuxième n'est valable que pour les états non-effondrés des macromolécules isolées et enfin que la troisième n'est jamais exacte. On en conclut que l'œuvre de pionnier fondamentale réalisée par Flory et qui suscite toujours notre admiration nécessite d'être revue et mise à jour dans son ensemble.

Abstract

A critical examination of three of the numerous equations proposed by Flory in the physical chemistry of polymers is performed. These are the Flory-Huggins equation for the free enthalpy of mixing polymer with solvent, the equation giving the elastic energy of an isolated polymer chain and finally the equation giving the configutational entropy of desorientation of a polymer from the crystalline to the amorphous state. It is shown that the first of these equations is formally correct, but was obtained through an insufficient conceptual basis; that the second is correct only for the non-collapsed states of an isolated macromolecule; and finally, that the third is never correct. We conclude that Flory's pionneering and admirable work needs to be revised and updated.