J. Phys. France 47, 1273-1277 (1986)
DOI: 10.1051/jphys:019860047080127300

Gelation and percolation : swelling effect

E. Bouchaud¹, M. Delsanti², M. Adam², M. Daoud¹ et D. Durand<sup>3

1</sup>  Laboratoire Léon Brillouin, CEN-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
²  Service de Physique du Solide et de Résonance Magnétique, CEN-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
³  Laboratoire de Chimie et Physico-Chimie Macromoléculaire, Unité associée au CNRS, Université du Maine, 72017 Le Mans Cedex, France

Abstract
Small angle neutron scattering experiments were performed on Polyurethane branched polymers synthetized near the gelation threshold. The exponent τ of the size distribution function is measured, on a system cross-linked by polycondensation. We find τ = 2.2 ± 0.04. This leads to a fractal dimension for the polymers in the reaction bath Dp = 2.5 ± 0.09, in agreement with percolation model. In the dilute state, the fractal dimension is D = 1.98 ± 0.03, in agreement with recent predictions. Thus the largest branched polymers are swollen by dilution, and behave as lattice animals.

Résumé
Des mesures de diffusion de neutrons aux petits angles ont été réalisées sur des polymères branchés de Polyuréthanne synthétisés par polycondensation au voisinage du seuil de gélification. Nous trouvons que l'exposant τ de la distribution en nombre des tailles est égal à 2,2 ± 0,04. Il en résulte une dimension fractale des polymères dans le bain de réaction Dp = 2,5 ± 0,09, en accord avec le modèle de percolation. En solution diluée, la dimension fractale est D = 1,98 ± 0,03 également en accord avec des prédictions récentes. Donc les plus grands polymères gonflent par dilution.

PACS
6125H - Macromolecular and polymer solutions; polymer melts; swelling.
8270G - Gels and sols.

Key words
fractals -- gels -- neutron diffraction examination of liquids -- percolation -- polymer solutions -- swelling