J. Phys. France 51, 2813-2827 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:0199000510240281300

Interactions in mixtures of colloid and polymer

P. Tong¹, T.A. Witten^{1, 2}, J.S. Huang¹ et L.J. Fetters<sup>1

1</sup>  Exxon Research and Engineering Company, Route 22 East, Annandale, NJ 08801, U.S.A.
²  The James Franck Institute, the University of Chicago, 5640 S. Ellis Ave., Chicago, IL 60637, U.S.A.

Abstract
We report results of light scattering study of interactions in a mixture of a surfactant-stabilized colloid and hydrogenated polyisoprene polymer. With a virial expansion the small-angle scattering intensity from the mixture is calculated as a function of colloid and polymer concentrations. Using the obtained formula we measured the mutual excluded volume between a polymer molecule and a colloidal particle, and extracted the second virial coefficient of the colloidal particles in the dilute polymer solution. This scheme of obtaining interaction parameters in the polymer-colloid mixture is capable of probing the changes of the interaction potential for the colloidal suspension due to the addition of free polymer, the so-called depletion effect.

Résumé
Nous étudions la solution d'un colloïde stabilisé par des molécules tensioactives et d'un polymère - le polyisoprène hydrogéné. A l'aide d'un développement du viriel, l'intensité aux petits angles est calculée en fonction des concentrations en polymère et en colloïde. Avec cette équation nous avons déterminé le volume exclu mutuel entre une molécule polymérique et une particule colloïdale. En outre, nous avons détruit le deuxième coefficient du viriel des particules colloïdales dans la solution diluée de polymères. Cette méthode pour obtenir les paramètres d'interaction dans un mélange polymère-colloïde est capable de sonder les changements d'interaction effective de la suspension colloïdale dus à l'introduction du polymère libre, c'est-à-dire, l'effet déplétion.

PACS
6125H - Macromolecular and polymer solutions; polymer melts; swelling.
8270D - Colloids.
6475 - Solubility, segregation, and mixing; phase separation.
7835 - Brillouin and Rayleigh scattering; other light scattering.

Key words
colloids -- light scattering -- liquid mixtures -- polymer solutions -- suspensions