Propriétés viscoélastiques linéaires de solutions de polybutadiène en régime semi-dilué et concentré

Abstract

L'évolution des propriétés viscoélastiques linéaires de polymères en solution est caractérisée par l'étude des variations des trois paramètres caractéristiques de la viscoélasticité linéaire (viscosité limiteη ₀, complaisance limiteJ _e ⁰ et module de plateauG _N ⁰ ) en fonction de la concentration dans différents solvants. Les polymères étudiés sont des polybutadiènes linéaires et branchés en étoile, à distribution étroite de masses moléculaires. Les solvants étudiés ont des températures de transition vitreuse inférieure, égale ou supérieure à celle du polybutadiène (respectivement le tétradécane, un polybutadiène de faible masse moléculaire et une huile commerciale). Les résultats obtenus (η ₀ ∞c ^4,0,G _N ⁰ ∞c ^2,25 etJ _e ⁰ ∞c ^−2,25) sont en désaccord avec le comportement conforme aux modèles de champ moyen généralement admis, et semble partiellement en accord avec les modèles récents de la relaxation et de la thermodynamique des longues chaînes flexibles. The linear viscoelastic properties of polymer solutions are studied through the concentration dependence of the three characteristic parameters of linear viscoelasticity (zero-shear viscosityη ₀, limiting complianceJ _e ⁰ and plateau modulusG _N ⁰ ) in various solvents. The polymers are narrow-distribution linear and starbranched polybutadienes. The glass transition temperatures of the solvents are below, equal to, and above, theT _g of polybutadiene (respectively tetradecane, low molecular weight polybutadiene, and a commercial oil). The results (η ₀ ∞c ^4.0,G _N ⁰ ∞c ^2.25 andJ _e ⁰ ∞c ^−2.25) do not agree with the usual mean field behavior assumed for the viscoelastic properties of polymer solutions, and seem to agree partly with recent models for the relaxation and thermodynamics of long chains. Das linear-viskoelastische Verhalten von Polymerlösungen wird anhand der Abhängigkeit der drei charakteristischen Parameter (Nullviskositätη ₀, NullkomplianzJ _e ⁰ und PlateaumodulG _N ⁰ ) von der Konzentration in verschiedenen Lösungsmitteln untersucht. Bei den Polymeren handelt es sich um lineare und sternförmig verzweigte Polybutadiene mit enger Molmassenverteilung. Die Glasübergangstemperaturen der Lösungsmittel (Tetradecan, niedermolekulares Polybutadien bzw. ein kommerzielles Ol) sind niedriger, gleich oder höher als diejenigen des Polybutadiens. Die Ergebnisse (η ₀ ∼c ^4,0,G _N ⁰ ∼c ^2,25 undJ _e ⁰ ∼c ^−2,25) stimmen nicht mit den Voraussagen der üblicherweise zugrundegelegten, durch Mittelwertbildung gekennzeichneten Theorien überein, sondern scheinen zumindest zum Teil denen neuer thermodynamischer bzw. Relaxationstheorien langkettiger Polymerer zu entsprechen.