Numéro
J. Phys. France
Volume 46, Numéro 4, avril 1985
Page(s) 649 - 655
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01985004604064900
J. Phys. France 46, 649-655 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:01985004604064900

Radius of gyration of a polyion in salt free polyelectrolyte solutions measured by S. A. N. S.

M. Nierlich1, F. Boué1, A. Lapp1 et R. Oberthur2

1  L.L.B., CEN-Saclay , 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
2  I.L.L., 156 X, Centre de Tri, 38042 Grenoble Cedex, France


Abstract
In this paper measurements of the radius of gyration of a polyion in salt free semi-dilute polyelectrolyte solutions are presented. We have used neutron scattering to extract the form factor of a single polyelectrolyte chain from the total correlation function by using a specific labelling associated with an extrapolation method. Assuming that the wormlike chain model takes into account the local flexibility of the chain due to electrostatic interactions along the chain, we have extracted, from the radii of gyration, values for the persistence length bt. Both Rg and bt decrease with increasing polyion concentration, c p. We can distinguish two concentration régimes : at low concentration, Rg decreases as cp-½ and bt as c p-1 and at high concentration R g decreases as cp-¼ and bt , as cp-½. These two régimes for the variation of bt with cp are well described by a calculation of Le Bret for the electrostatic contribution to the persistence length of the polyion.


Résumé
On a étudié des solutions de polyélectrolytes (NaPSS) en absence de sel ajouté. La diffusion de neutrons aux petits angles a permis de mesurer le rayon de giration (Rg) du polyion grâce au marquage spécifique (deutération) de chaînes associé a une méthode d'extrapolation qui permettent d'extraire le facteur de forme de la fonction de correlation totale. En supposant que le modèle de chaîne à longueur de persistance tient compte de la flexibilité locale du polyion, on a extrait des valeurs de la longueur de persistance bt à partir de Rg : Rg et bt décroissent quand la concentration en polyions augmente. On distingue deux domaines de concentration : à faible concentration, Rg cp-½ et bt c p-1 et à forte concentration, Rg cp-¼ et bt cp -½. Le calcul de Le Bret pour la contribution électrostatique à la longueur de persistance décrit bien ces deux regimes.

PACS
6125H - Macromolecular and polymer solutions; polymer melts; swelling.

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