J. Physique Lett. 46, 935-943 (1985)
DOI: 10.1051/jphyslet:019850046019093500

Landau-de Gennes free energy expansion for nematic polymers

V.V. Rusakov et M.I. Shliomis

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Scientific Center of the U.S.S.R. Acad. Sci., 614061 Perm, U.S.S.R.

Abstract
The Landau-de Gennes free energy expansion coefficients for nematic polymers are evaluated on the basis of a molecular-statistical model. It is proved that the obtained expansion provides a reliable qualitative description of the phase transition to the nematic state for polymers with arbitrary molecular length and rigidity. It is demonstrated that this transition is always of the first-order type and the jump of the order parameter is weakly dependent on the molecular length and rigidity.

Résumé
Les coefficients du développement de l'énergie libre de Landau-de Gennes des polymères nématiques sont évalués dans le cadre d'un modèle moléculaire statistique. Nous montrons que le développement obtenu foumit une description qualitative fiable de la transition de phase vers l'état nématique pour des polymères de rigidité et de longueur moléculaire arbitraires. Cette transition est toujours du premier ordre. Le saut du paramètre d'ordre ne dépend que faiblement de la longueur et de la rigidité des molécules.

PACS
6130B - Molecular theories of liquid crystals.
6210 - Mechanical properties of liquids.
6470M - Transitions in liquid crystals.

Key words
free energy -- liquid crystal phase transformations -- liquid crystal polymers -- mechanical properties of liquids -- nematic liquid crystals -- shear modulus -- first order phase transition -- Landau de Gennes free energy expansion -- nematic polymers -- molecular statistical model -- molecular length -- rigidity