Propiedades mecánicas e interfaciales de capas delgadas de polietileno líquido

Abstract

Molecular dynamics simulations were used to study the critical thickness of thin polyethylene layers at temperatures above their melting point. The critical thickness characterizes the minimum thickness of a thin fluid layer that remains stable, does not shrink and completely covers the polymer-air or polymer-vacuum interfacial area. Mechanical properties, such as density of the liquid polymer in bulk, pressures in bulk, as well as its interfacial properties (pressure profile, surface tension and interface thickness) as a function of the system temperature were studied. Effects such as surface tension insensitivity with size analysis have been previously reported for systems formed by atoms dominated by van Der Waals interactions, which will be discussed for the polymer system. The potential used reproduces well properties measured experimentally as the surface tension and density of the liquid in bulk. Thin layers need thicknesses equivalent to ? 6 and ? 9 monolayers, at temperatures between 373.15 and 573.15 K.

Se utilizaron simulaciones de dinámica molecular para estudiar el grosor crítico de capas delgadas de polietileno a temperaturas superiores a su punto de fusión. El grosor crítico caracteriza el grosor mínimo de una capa delgada fluida que permanece estable, no se contrae y cubre completamente el área interfacial polímero-aire o polímero-vacío. Se estudiaron las propiedades Mecánicas, como la densidad del polímero líquido en bulto, las presiones en bulto, así como sus propiedades interfaciales (perfil de presiones, tensión superficial y grosor de la interfaz) en función de la temperatura del sistema. Efectos tales como la insensibilidad de la tensión superficial con el análisis de tamaño han sido reportados previamente para sistemas formados por átomos dominados por interacciones de van Der Waals, que serán discutidos para el sistema polimérico. El potencial empleado reproduce bien propiedades medidas experimentalmente como la tensión superficial y la densidad del líquido en bulto. Las capas delgadas necesitan espesores equivalentes a ? 6 y ? 9 monocapas, a temperaturas entre 373.15 y 573.15 K.