J. Phys. France 48, 651-662 (1987)
DOI: 10.1051/jphys:01987004804065100

Decoration of semidilute polymer solutions with surfactant micelles

B. Cabane¹ et R. Duplessix<sup>2

1</sup>  CEA, Département de Physicochimie, Laboratoire de Réactivité et Mécanismes en Chimie Inorganique , CEN-Saclay, 91191 Gif sur Yvette, France
²  Centre de Recherches sur les Macromolécules, 6, rue Boussingault, 67083 Strasbourg, France

Abstract
Aqueous polymer solutions can be decorated with surfactant micelles which bind to the polymer strands. The elementary process wraps a section of a macromolecule around a micelle ; if the macromolecule is long enough, it clothes many micelles and connects them by free strands. Here we consider semidilute polymer solutions, where macromolecules of poly (ethylene oxide) form an irregular web throughout the sample. Sodium dodecyl sulfate micelles are added to the solution ; because of their electrostatic repulsions they tend to form a 3-dimensional array which is coupled to the web through the binding. The structures of such decorated webs are studied through small angle neutron scattering ; depending on the composition of the solution, 3 patterns of correlations are found : adaptation of the web to the original intermicellar spacings, disruption of the intermicellar spacings by the web, spillover of excess micelles by saturated necklaces.

Résumé
Les solutions aqueuses de polymères hydrosolubles peuvent être décorées par des micelles de tensioactifs qui adsorbent des brins de polymères. Le processus élémentaire enroule une section d'une macromolecule autour d'une micelle ; si la macromolécule est assez longue elle habille consécutivement plusieurs micelles qu'elle relie par des brins libres. Ici nous considérons des solutions semi-diluées de polymères, où des macromolécules de polyoxyéthylène forment un tissu irrégulier à travers toute la solution. On ajoute des micelles de dodécysulfate de sodium à cette solution ; par leurs répulsions électrostatiques ces micelles tendent à former un arrangement régulier qui est couplé par les forces d'adsorption au tissu polymérique. Nous présentons une étude des structures de ces solutions par diffusion aux petits angles de neutrons. Suivant la composition de la solution, nous trouvons 3 types de corrélations spatiales : soit le tissu polymérique s'adapte à l'organisation originelle des micelles et suit leurs espacements ; soit au contraire il désorganise l'arrangement des micelles et impose des corrélations semblables à celles des polyélectrolytes linéaires ; soit enfin il recueille une fraction seulement des micelles et rejette autour de lui les micelles en excès.

PACS
6125H - Macromolecular and polymer solutions; polymer melts; swelling.
8270D - Colloids.

Key words
colloids -- macromolecular configurations -- neutron diffraction examination of liquids -- organic compounds -- polymer solutions -- sodium compounds