Paul Flory

Après avoir reçu son doctorat en 1934, il s’est occupé de diverses questions de chimie physique. Ceci ayant à voir avec la cinétique et les mécanismes des substances polymères. Ayant à voir avec la distribution de la masse molaire, la solution de la thermodynamique et de l’hydrodynamique. En outre, au cours de l’année 1934, il a également pu découvrir que lorsque les chaînes polymères continuent de croître si elles sont mélangées à d’autres molécules présentes. Flory a également découvert la compréhension du terme « thêta ». En d’autres termes, c’est la constante de l’hydrodynamique. Avec le point thêta qui est le volume neutre des interactions. En conclusion du développement du point thêta, il a été confirmé et étudié dans une variété de laboratoires par de nombreux scientifiques. Les polymères naturels et synthétiques ont été étudiés à travers le point thêta. Cela a permis de mieux comprendre les macromolécules. Cela a contribué à la création d’une base d’interprétations rationnelles des mesures physiques. Ces mesures sont liées à la fois aux solutions de polymères et aux caractéristiques quantitatives. Certains travaux réalisés par Paul Flory à cette époque incluent le développement de corrélations quantitatives entre les molécules de la chaîne et la structure chimique des propriétés. Cela concerne la façon dont les polymères sont composés et ce qui est composé de polymères. L’un des matériaux formés par les polymères est le plastique. Au milieu des années 1930, Flory a découvert comment les polymères sont dissous dans un solvant. Ce qui conduit à l’étirement qui est causé par les forces des deux parties, polymères et solvant. Il avait même partie trouver une solution aux polymères.

Carrière et science des polymèresEdit

Le premier travail de Flory dans la science des polymères était dans le domaine de la cinétique de polymérisation à la station expérimentale de DuPont. Dans la polymérisation par condensation, il a contesté l’hypothèse selon laquelle la réactivité du groupe terminal diminuait avec la croissance de la macromolécule, et en soutenant que la réactivité était indépendante de la taille, il a pu dériver le résultat que le nombre de chaînes présentes diminuait avec la taille de manière exponentielle. En plus de la polymérisation, il a introduit le concept important de transfert de chaîne pour améliorer les équations cinétiques et supprimer les difficultés à comprendre la distribution de la taille des polymères.

En 1938, après la mort de Carothers, Flory a déménagé au laboratoire de recherche en sciences fondamentales de l’Université de Cincinnati. Il y a développé une théorie mathématique pour la polymérisation des composés avec plus de deux groupes fonctionnels et la théorie des réseaux ou des gels de polymères. Cela a conduit à la théorie de la gélification de Flory-Stockmayer, qui équivaut à la percolation sur le réseau de Bethe et représente en fait le premier article dans le domaine de la percolation.

En 1940, il rejoint le laboratoire de Linden, NJ, de la Standard Oil Development Company où il développe une théorie mécanique statistique pour les mélanges de polymères. En 1943, il part rejoindre les laboratoires de recherche de Goodyear en tant que chef d’un groupe sur les principes fondamentaux des polymères. Au printemps 1948, Peter Debye, alors président du département de chimie de l’université Cornell, invite Flory à donner les conférences annuelles Baker. Il se voit ensuite offrir un poste au sein de la faculté à l’automne de la même année. Il a été initié au chapitre Tau d’Alpha Chi Sigma à Cornell en 1949. À Cornell, il a élaboré et raffiné ses conférences Baker pour en faire son opus magnum, Principles of Polymer Chemistry, publié en 1953 par Cornell University Press. Ce texte est rapidement devenu un texte standard pour tous les travailleurs dans le domaine des polymères, et est encore largement utilisé à ce jour.

Flory a introduit le concept de volume exclu, inventé par Werner Kuhn en 1934, aux polymères. Le volume exclu renvoie à l’idée qu’une partie d’une molécule à longue chaîne ne peut pas occuper un espace déjà occupé par une autre partie de la même molécule. Le volume exclu fait que les extrémités d’une chaîne de polymère dans une solution sont plus éloignées (en moyenne) qu’elles ne le seraient s’il n’y avait pas de volume exclu. La reconnaissance du fait que le volume exclu était un facteur important dans l’analyse des molécules à longue chaîne en solution a constitué une percée conceptuelle importante et a permis d’expliquer plusieurs résultats expérimentaux déroutants de l’époque. Elle a également conduit au concept du point thêta, l’ensemble des conditions dans lesquelles une expérience peut être menée pour neutraliser l’effet du volume exclu. Au point thêta, la chaîne retrouve ses caractéristiques idéales – les interactions à longue portée résultant du volume exclu sont éliminées, ce qui permet à l’expérimentateur de mesurer plus facilement les caractéristiques à courte portée telles que la géométrie structurelle, les potentiels de rotation des liaisons et les interactions stériques entre groupes voisins. Flory a correctement identifié que la dimension de la chaîne dans les polymères fondus aurait la taille calculée pour une chaîne en solution idéale si les interactions de volume exclu étaient neutralisées en expérimentant au point thêta.

Parmi ses réalisations, on trouve une méthode originale pour calculer la taille probable d’un polymère en bonne solution, la théorie de la solution de Flory-Huggins, et la dérivation de l’exposant de Flory, qui aide à caractériser le mouvement des polymères en solution.

La convention de FloryEdit

voir la convention de Flory pour plus de détails.

Pour modéliser les vecteurs de position des atomes dans les macromolécules, il est souvent nécessaire de convertir les coordonnées cartésiennes (x,y,z) en coordonnées généralisées. On emploie généralement la convention de Flory pour définir les variables concernées. Par exemple, une liaison peptidique peut être décrite par les positions x, y, z de chaque atome de cette liaison ou la convention de Flory peut être utilisée. Ici, on doit connaître les longueurs de liaison l i {\displaystyle l_{i}}.

, les angles de liaison θ i {\displaystyle \theta _{i}}

, et les angles dièdres ϕ i {\displaystyle \phi _{i}}

. En appliquant une conversion vectorielle des coordonnées cartésiennes aux coordonnées généralisées, on décrira la même structure tridimensionnelle en utilisant la convention de Flory.