Modélisation de la réactivité de molécules inhibitrices de la thermo-oxydation du polyisoprène. Etude réalisée par la méthode de la fonctionnelle de la densité. - Thèses Université Clermont Auvergne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

Modelling of the reactivity of polyisoprene thermo-oxydation inhibitor molecules. Study done by density functional method

Modélisation de la réactivité de molécules inhibitrices de la thermo-oxydation du polyisoprène. Etude réalisée par la méthode de la fonctionnelle de la densité.

Résumé

Polysioprene is one of the main element of tyre. This polymer is damaged by thermooxydation during the tyre's lifetime. Incorporating anti-oxidant molecules in tyre may avoid this damage. Among these molecules, para-phenylene diamines are often used. To understand the experimental efficiency of different molecules, a molecular modelling study has been done. The anti-oxydant radicals mechanism contains foor reactions. These reactions have been studied with the quantum method of functional density DFT (hybrid functional B3LYP/6-31 g*) for different anti-oxidant molecules. To make best use of computational time (which can be considerable for such large systems, the mixed method ONIOM (B3LYP : force field UFF) has been applied to all molecules after verification on one example. In spite of the good compromise accuracy/comptutational time, molecular modelling gives results that are only partially agree with experiment. Agreement is obtained for heats of formation of polyisoprenyl radicals. On the other hands, correlation between the experimental efficiency and the proposed mechanism is not established.
Le polyisoprène est l'un des principaux constituants du pneumatique. Ce polymère est dégradé par la thermo-oxydation au cours de l'utilisation du pneumatique. Cette dégradation peut être évitée en incorporant des molécules anti-oxydantes dans le pneumatique. Parmi ces molécules, les para-phénylène diamines sont très largement utilisées. Afin de comprendre l'efficacité expérimentale de différentes molécules une étude par modélisation moléculaire a été réalisée. Le mécanisme radicalaire anti-oxydant comporte quatre réactions. Ces réactions ont été traitées avec la méthode quantique de la fonctionnelle de la densité DFT (fonctionnelle hybride B3LYP / 6-31g*) pour différentres molécules anti-oxydantes. Efin de mieux utiliser le temps de calcul (qui peut être considérable pour ces systèmes de taille conséquente), la méthode mixte ONIOM (B3LYP : champ de force UFF) a été appliquée sur toutes les molécules après vérification sur un exemple. Malgré le bon compromis précision/ temps de calcul, la modélisation moléculaire fournit des résultats qui sont seulement en accord partiel avec l'expérience. L'accord est obtenu pour les chaleurs de formation des radiaux polyisoprényles. En revanche, la corrélation entre l'efficacité expérimentale et le mécanisme proposé n'est pas établie.

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  • HAL Id : tel-00660600 , version 1

Citer

Jean-Luc Cladière. Modélisation de la réactivité de molécules inhibitrices de la thermo-oxydation du polyisoprène. Etude réalisée par la méthode de la fonctionnelle de la densité.. Chimie théorique et/ou physique. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00660600⟩
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