Viscoelastic dewetting of constrained polymer thin films

Authors

  • Sylvain Gabriele,

    1. Laboratoire de Physicochimie des Polymères, Université de Mons Hainaut, 20, Place du Parc, B-7000 Mons, Belgium
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  • Pascal Damman,

    Corresponding author
    1. Laboratoire de Physicochimie des Polymères, Université de Mons Hainaut, 20, Place du Parc, B-7000 Mons, Belgium
    • Laboratoire de Physicochimie des Polymères, Université de Mons Hainaut, 20, Place du Parc, B-7000 Mons, Belgium
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  • Séverine Sclavons,

    1. Laboratoire de Physicochimie des Polymères, Université de Mons Hainaut, 20, Place du Parc, B-7000 Mons, Belgium
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  • Sylvain Desprez,

    1. Laboratoire de Physicochimie des Polymères, Université de Mons Hainaut, 20, Place du Parc, B-7000 Mons, Belgium
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  • Séverine Coppée,

    1. Laboratoire de Physicochimie des Polymères, Université de Mons Hainaut, 20, Place du Parc, B-7000 Mons, Belgium
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  • Günter Reiter,

    Corresponding author
    1. Institut de Chimie des Surfaces et Interfaces, Unité Propre de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique (UPR9069), 15, Rue Jean Starcky, B.P. 2488, 68057 Mulhouse Cedex, France
    • Institut de Chimie des Surfaces et Interfaces, Unité Propre de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique (UPR9069), 15, Rue Jean Starcky, B.P. 2488, 68057 Mulhouse Cedex, France
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  • Moustafa Hamieh,

    1. Institut de Chimie des Surfaces et Interfaces, Unité Propre de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique (UPR9069), 15, Rue Jean Starcky, B.P. 2488, 68057 Mulhouse Cedex, France
    2. Laboratoire de Chimie Analytique, Matériaux, Surfaces et Interfaces, Département de Chimie, Faculté des Sciences I, Université Libanaise, Hadeth, Beyrouth, Liban
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  • Samer Al Akhrass,

    1. Institut de Chimie des Surfaces et Interfaces, Unité Propre de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique (UPR9069), 15, Rue Jean Starcky, B.P. 2488, 68057 Mulhouse Cedex, France
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  • Thomas Vilmin,

    1. Laboratoire de Physico-Chimie Théorique, Unité Mixte de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique7083, Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle, 10 Rue Vauquelin, F-75231 Paris Cedex 05, France
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  • Elie Raphaël

    Corresponding author
    1. Laboratoire de Physico-Chimie Théorique, Unité Mixte de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique7083, Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle, 10 Rue Vauquelin, F-75231 Paris Cedex 05, France
    • Laboratoire de Physico-Chimie Théorique, Unité Mixte de Recherche du Centre National de la Recherche Scientifique7083, Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle, 10 Rue Vauquelin, F-75231 Paris Cedex 05, France
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Abstract

Thin films of fluids are playing a leading role in countless natural and industrial processes. Here we study the stability and dewetting dynamics of viscoelastic polymer thin films. The dewetting of polystyrene close to the glass transition reveals unexpected features: asymmetric rims collecting the dewetted liquid and logarithmic growth laws that we explain by considering the nonlinear velocity dependence of friction at the fluid/solid interface and by evoking residual stresses within the film. Systematically varying the time so that films were stored below the glass-transition temperature, we studied simultaneously the probability for film rupture and the dewetting dynamics at early stages. Both approaches proved independently the significance of residual stresses arising from the fast solvent evaporation associated with the spin-coating process. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys 44: 3022–3030, 2006

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