Viscosity and longest relaxation time of semi-dilute polymer solutions. I. Good solvent

Abstract
The zero shear viscosity and longest relaxation time are measured for semi-dilute polystyrene benzene solutions. For monomer concentrations c smaller than 10% and over a large range of the reduced concentration c/c* where c* is the overlap concentration (4 < c/c* < 70), we find that : - both the relative viscosity ηr and the longest relaxation time T R divided by the first mode characteristic time T1 of a single chain are function of the reduced concentration c/c* only; - the shear elastic modulus is independent of the molecular weight These results are in agreement with theoretical predictions. We find that η and TR depend on the reduced concentration and the molecular weight as follows : However, we find that X c is an increasing function of c/c* and that XM increases with c. This cannot be explained using the simple reptation model.

Résumé
Des mesures de viscosité à gradient de cisaillement nul η, et de temps de relaxation le plus long TR sont effectuées dans des solutions semi-diluées de polystyrène-benzène. Lorsque la concentration c est inférieure à 10 %, dans une grande gamme de concentration réduite (4 < c/c* < 70), c* étant la concentration de recouvrement, nous avons trouvé que : - la viscosité relative η r ainsi que le temps caractéristique le plus long TR divisé par le temps caractéristique du premier mode T1 d'une chaîne unique sont des fonctions de la concentration réduite c/c * seulement, - le module élastique de cisaillement G est indépendant de la masse moléculaire. Ces résultats sont en accord avec les prévisions théoriques. Nous trouvons que les variations de ηr TR avec la concentration réduite c/c *, et avec la masse moléculaire, sont : Toutefois, nous trouvons que l'exposant Xc est une fonction croissante de c/c* et que X M croît avec la concentration. Ces résultats ne peuvent être expliqués par un modèle de reptation classique.