Dynamique du mouillage et du séchage d'une goutte d'eau sur un film de polymère hydrosoluble

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Tay, Astrid
Copyright Year	2009
Abstract	Afin d'eviter l'apparition de traces de type tache de cafe, une strategie consiste a hydrophiliser les surfaces en deposant une couche de polymere hydrophile. La question qui s'est alors posee est : que se passe-t-il lorsque l'on mouille cette surface avec de l'eau ? La surface ainsi hydrophilisee empeche-t-elle la formation de traces ? Pour repondre a ces questions, nous avons observe l'etalement de gouttes d'eau sur des films de polymere hydrophile. Nous avons alors constate que la goutte s'etale d'autant mieux (angle de contact faible, rayon de goutte eleve) que la fraction d'eau dans le film de polymere est elevee. Ainsi, une prehydratation de la couche polymere aide a l'etalement de la goutte. Nous avons montre que l'absorption d'eau de la phase vapeur, issue du gradient d'humidite impose par la goutte elle-meme, est l'origine principale de la prehydratation de la couche de polymere. Cette prehydratation est d'autant plus efficace que la ligne de contact avance lentement. Nous avons modelise qualitativement ce phenomene. Cependant, lorsque la ligne triple ralentit, il existe des transferts de matiere autres que celui par la phase vapeur : la dissolution du polymere dans la goutte aux vitesses intermediaires de la ligne triple et la diffusion de l'eau dans le film de polymere, devant la ligne de contact, aux tres faibles vitesses. Ces deux transferts modifient egalement la dynamique de la ligne de contact. Nous avons estime a l'aide d'arguments simples, les vitesses critiques en-dessous desquelles la dissolution du polymere dans la goutte, puis la diffusion de l'eau dans le film de polymere affectent l'angle de contact. Ces vitesses dependent de differents parametres dont l'epaisseur de la couche de polymere ou encore les coefficients de diffusion de l'eau dans le film de polymere ou du polymere dans l'eau. En variant la physico-chimie du polymere, nous avons observe deux comportements de la ligne de contact lors du sechage de la goutte d'eau : 1. la ligne recule et laisse un depot continu de type volcan (cas du polymere neutre) 2. la ligne est accrochee et un anneau de polymere de type tache de cafe se forme (cas des polymeres charges). Nous donnons des arguments qui laissent a penser que la forte pression osmotique due a la presence des charges confinees non ecrantees sur le squelette du polymere est une des raisons possibles du blocage de la ligne de contact. En pratique, le fait que la prehydratation par la phase vapeur soit le mecanisme dominant pour l'etalement d'une goutte posee sur un film fin de polymere, signifie que pour que la ligne de contact avance le plus loin possible, il faut un polymere qui s'hydrate tres facilement, donc tres hygroscopique. On pourra alors choisir un polymere charge depose en une couche de faible epaisseur. Cependant, le choix d'un polymere charge pour favoriser l'etalement provoque un blocage de la ligne triple non desire en condition de sechage. L'ajout de sel permettrait alors une reculee a vitesse constante avec un depot de taille reduite.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00575960/document
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article