Structure of Polymer Chains Confined in Vycor

Abstract

Nous observons par diffusion de neutrons aux petits angles la structure de chaines de polystyrene en solution semi-diluee confinees dans un milieu poreux modele, le Vycor. La taille des chaines en solution a l'etat libre est toujours superieure au diametre des pores, 70 A. L'utilisation d'un melange adequat de solvants et de polymeres hydrogenes et deuteres nous permet de mesurer directement le facteur de forme d'une seule chaine au milieu des autres. La penetration des chaines dans le milieu poreux est presque totale pour la concentration (Φ = 20%) et la gamme de poids moleculaire (35 000 < M w < 800 000) utilisees. Le rayon de gyration des chaines confinees est toujours inferieur au rayon de gyration des chaines libres dans la solution equivalente. Nos mesures sont en accord avec les predictions theoriques etablies par Daoud et de Gennes pour des chaines confinees dans un pore cylindrique quand les chaines sont enchevetrees et comprimees transversalement mais restent ideales a grande echelle dans la direction du cylindre a cause de l'ecrantage du volume exclus (regime dit de cigares semi-dilues). Les valeurs des coefficients de partage des chaines entre le milieu poreux et la solution libre ainsi que le comportement asymptotique des facteurs de structure montrent que le polystyrene s'adsorbe sur la surface nue du Vycor. Nous montrons que la silanisation du Vycor supprime cette adsorption.