PRELIMINARY EXPERIMENTS ON DYNAMIC MECHANICAL PROPERTIES OF CHOLESTERYL MYRISTATE

Résumé
On a étudié les propriétés viscoélastiques dynamiques des phases cholestérique et smectique du myristate de cholestéryl. Pour des amplitudes de déformation faibles, les propriétés viscoélastiques dynamiques sont mesurées à l'aide d'un viscosimètre de Couette, à des fréquences angulaires de 0,25 à 2,96 s^-1 et dans la gamme de température 70-83 C°. Dans la phase cholestérique, les courbes d'hystérésis varient avec la fréquence et de façon non linéaire pour les fréquences les plus élevées. Les parties réelle G' et imaginaire G" du module dépendent de la fréquence dans la phase cholestérique. Au contraire, dans la phase smectique, le module dynamique absolu | G | ne varie pas avec la fréquence et le cristal smectique a les propriétés d'un solide élastique. Pour des déformations élevées, on a utilisé un viscosimètre à cône pour des fréquences angulaires de 0,135 à 5,39 s^-1 et pour des températures de 90 à 50 °C. Les courbes d'hystérésis, à fréquence fixe, varient avec la température. Elles sont elliptiques dans la phase cholestérique, ce qui est caractéristique d'une réponse viscoélastique linéaire ; par contre elles sont très distordues dans la phase smectique. On a remarqué que les propriétés dynamiques des cristaux liquides dépendent beaucoup de leur histoire mécanique et les cristaux liquides cholestériques ont un comportement de type liquide après plusieurs cycles de déformations sinusoïdales. Bien que ces phénomènes rhéotropiques soient très compliqués, des études préliminaires montrent qu'ils sont plus apparents dans la phase cholestérique que dans la phase smectique. On a comparé les résultats obtenus après 10 cycles de déformation sinusoïdale à une fréquence de 0,27 s^-1. L'énergie dissipée E_D dans la phase cholestérique augmente avec la fréquence mais de façon un peu différente de la phase smectique. E⁰_D à fréquence nulle décroît lorsque la température augmente pour le smectique, mais décroît lorsque la température baisse pour le cholestérique.

Abstract
The dynamic viscoelastic properties of two liquid crystal States of cholesteryl myristate were studied. Cholesteryl myristate was selected as a material for study because it appears both in the form of a cholesteric liquid crystal or a smectic liquid crystal, depending on the temperature. At small strain amplitudes, the dynamic viscoelastic properties were measured by means of a coaxial cylinder rheometer in the angular frequency range 0.25-2.96 s^-1 and in the temperature range 70-83 °C. Hysteresis loops for the cholesteric state change with frequency and show a non-linear pattern at the higher frequencies. Both the storage modulus G' and the loss modulus G" for the cholesteric state change with frequency. On the contrary, the absolute dynamic modulus | G | for the smectic state does not change with frequency and the smectic liquid crystal behaves as an elastic solid. At large strain amplitudes, the dynamic viscoelastic properties were measured by means of a cone-plate rheometer in the angular frequency range 0.135-5.39 s^-1 and in the temperature range 90-50 °C. Hysteresis loops for this material at a fixed frequency change with temperature. The hysteresis loops for the cholesteric state are elliptical, which is a typical linear viscoelastic response, but for the smectic state they are very much distorted. It has been pointed out that the dynamic behavior of liquid crystals is strongly affected by their mechanical histories. Even cholesteric liquid crystals show liquid-like behaviors after many cycles of sinusoidal strain. Although such rheotropic phenomena are very complicated ones, preliminary studies indicate that they are more evident in the cholesteric state than in the smectic state. Data were compared after 10 cycles of sinusoidal strain at a frequency of 0.27 s^-1. The dissipation energy E_D for the cholesteric stste increases with frequency in a somewhat different way from that for the smectic state. E⁰_D at zero frequency for the smectic state decreases with increasing temperature, whereas E⁰_D for cholesteric state decreases with decreasing temperature.