J. Phys. France 49, 2101-2109 (1988)
DOI: 10.1051/jphys:0198800490120210100

Rod like micellar structures in perfluorinated ionomer solutions

P. Aldebert, B. Dreyfus, G. Gebel, N. Nakamura, M. Pineri et F. Volino

Groupe Physico-Chimie Moléculaire, Service de Physique, Département de Recherche Fondamentale, Centre d'Etudes Nucléaires de Grenoble, 85X, 38041 Grenoble, France

Abstract
A hexagonal packing of rod like structures is proposed in solutions and gels of a perfluorinated ionomer. The diameter of the rods has been obtained by two different approaches either geometrical from shifts of the interference peak versus concentrations in small angle scattering experiments or direct from analysis of the structure factor in diluted solutions. Consistent results give values between 18 and 31 Å for the radius of the rods, depending on the solvent. The rods have a perfluorinated core with the charges on the surface and the diameter depends on the surface tension rather than on the dielectric constant of the solvent. The structure may result from a balance between elastic and interfacial energies as it is shown by calculations.

Résumé
Une structure en bâtonnets arrangds sur un réseau hexagonal est proposée dans des solutions et gels d'ionomères perfluores. Deux différentes approches ont permis l'obtention du diamètre des bâtonnets. Le déplacement du pic d'interférence obtenu en diffusion aux petits angles permet de définir ce diamètre à partir de considérations géométriques. L'analyse du facteur de structure, sur des solutions très diluées, permet l'obtention directe du diamètre. Une bonne cohérence a été obtenue à partir de ces deux techniques d'analyse. Les rayons varient entre 18 et 31 Å selon la nature du solvant. Ces bâtonnets seraient formés par un noyau perfluoré plus ou moins organisé et les charges seraient rassemblées sur la surface. Le rayon ne dépend pas de la valeur de la constante diélectrique mais plut6t de la tension interfaciale entre le solvant et le polymère perfluoré. Ces structures pourraient correspondre à un état d'equilibre entre l'énergie élastique de déformation du groupe latéral et l'énergie interfaciale.

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

Key words
colloids -- gels -- polymer solutions