J. Phys. France 50, 493-504 (1989)
DOI: 10.1051/jphys:01989005004049300

Very weakly charged segmented polyelectrolytes. The effect of coulombic interactions on viscosity and neutron scattering

J.P. Martenot, J.C. Galin, C. Picot et G. Weill

Institut Charles Sadron (CRM-EAHP), CNRS et Université L. Pasteur, 6 rue Boussingault, 67083 Strasbourg Cedex, France

Abstract
Very weakly charged (1 charge/100 Å) segmented polyelectrolytes have been synthesized and the effect of coulombic repulsion on the viscosity and neutron scattering of their aqueous solutions has been studied. A polyelectrolyte effect shows up in the viscosity at concentrations where the Debye screening length κ-1 becomes of the order of the root mean square distance between charged linkers. Neutron scattering experiments can be fitted to a theoretical segment-segment direct correlation function C (r ) which superimposes a classical short range excluded volume term v δ (r) and a screened coulombic repulsion 1 /r e- Kr. The hypothesis of a conformation consisting of aligned blobs at large screening length (low polymer concentration, no salt) seems compatible with the experiments.

Résumé
Des polymères segmentés de très faible charge (1 charge/100 Å) ont été synthétisés et l'effet des répulsions coulombiennes sur la viscosité et la diffusion des neutrons de leurs solutions aqueuses a été étudié. Un effet polyelectrolyte apparait dans leur viscosite à des concentrations telles que la longueur d'écran de Debye κ-1 devienne de l'ordre de la racine carrée de la distance quadratique moyenne entre les charnières chargées. La diffusion des neutrons peut être calculée en utilisant pour la fonction de corrélation directe entre segments C (r) la superposition d'un terme de volume exclu à courte distance v δ (r) et d'un terme de répulsion coulombienne écrantée 1/r e-Kr. L'hypothèse d'une conformation consistant, pour κ-1 grand (faible concentration en polymères, absence de sel) en un alignement de « blobs », apparait compatible avec les expériences.

PACS
6125H - Macromolecular and polymer solutions; polymer melts; swelling.
6620 - Viscosity of liquids; diffusive momentum transport.

Key words
electrolytes -- neutron diffraction examination of liquids -- polymer solutions -- viscosity of liquids