CC BY
10ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, Серия А, 2008, том 50, № 8, с. 1463-1469
РАСТВОРЫ
УДК 541.64:532(5+73)
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗВЕЗДООБРАЗНЫХ ГЕТЕРОЛУЧЕВЫХ ФУЛЛЕРЕН(С60)-СОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ В РАСТВОРАХ
© 2008 г. П. Н. Лавренко , И. П. Коломиец*, О. В. Ратникова**, Л. В. Виноградова**
*Научно-исследователъский институт физики им. В.А. Фока
Санкт-Петербургского государственного университета 198504 Санкт-Петербург, Петродворец, Улъяновская ул., 1 **Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук 199004 Санкт-Петербург, Болъшой пр., 31 Поступила в редакцию 13.04.2007 г.
Принята в печать 18.12.2007 г.
Методами молекулярной гидродинамики (поступательная диффузия и вискозиметрия) и электрооптики (эффект Керра) в разбавленных растворах в бензоле исследованы звездообразные гетеролу-чевые полимеры с центром ветвления фуллереном С60 и равными по ММ лучами из полистирола и поли-2-винилпиридина. Экспериментальные гидродинамические данные интерпретированы с использованием модели регулярных звезд. Определены ММ и гидродинамические размеры звездообразных гетеролучевых полимеров в растворах. Путем сопоставления этих величин с соответствующими параметрами линейных полимеров-аналогов (полистирол и поли-2-винилпиридин) охарактеризована разветвленность макромолекул. При исследовании электрооптических свойств гетеролучевого полимера в бензоле обнаружена склонность макромолекул к агрегированию.
ВВЕДЕНИЕ
Полимеры звездообразной структуры, у которых центром ветвления является молекула фул-лерена С60, относятся к перспективному классу высокомолекулярных соединений, сочетающих свойства полимерных цепей со свойствами фул-леренового ядра [1-6]. Надежные структурные исследования таких полимеров весьма ограничены. В работах по применению гидродинамических методов [7, 8] к характеристике звездообразных макромолекул с центром ветвления - молекулой С60 в растворах [9-12] показано, что молекулярные свойства звездообразных полисти-ролов [11-13] и поли-2-винилпиридинов (П-2-ВП) [14], а также звездообразных молекул с равным числом лучей из ПС и поли-трет-бутилметакри-лата [15] соответствуют свойствам регулярных модельных звезд, а специфичность архитектуры макромолекул и роль конечного по размерам фуллеренового ядра нивелируются по мере увеличения ММ звезды.
E-mail: [email protected] (Виноградова Людмила Викторовна).
Настоящая работа посвящена исследованию гидродинамических и электрооптических свойств новых звездообразных гетеролучевых полимеров с лучами из ПС и П-2-ВП равной длины, успешно синтезированных недавно методом анионной полимеризации [16, 17].
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Образцы
Синтез звездообразных гетеролучевых полимеров с лучами различной природы (ПС и П-2-ВП) и центром ветвления (молекула фуллерена С60) описан в работах [16, 17]. Использовали ПС-предшественник с характеристиками Мп = 6.35 х 103, Мк /Мп = 1.06. С целью получения регулярных гетеролучевых полимеров теоретическая ММ луча из П-2-ВП задавалась близкой к молекулярной массе ПС-луча (Мтеор ~ 7 х 103). Гетеролучевые полимеры выделяли осаждением в гексан и сушили в вакууме. Полимерные образцы очищали от линейных продуктов (ПС-предшественник и ди-блок-сополимер ПС-П-2-ВП) путем многократной обработки циклогексаном и метанолом и сушили лиофильно (устранить примеси полностью не удалось из-за высокой растворимости образцов).
Методика гидродинамических исследований
Исследования проводили при 25°С в растворах в бензоле квалификации ч.д.а. с плотностью р^ =
25
= 0.874 г/мл, вязкостью По = 0.600 х 10-2 г/см с и показателем преломления пв = 1.5014. Растворы готовили в течение нескольких часов с перемешиванием. Полноту растворения полимера контролировали по показателю преломления раствора. Растворы характеризовались бурой окраской.
Гидродинамические свойства полимеров в разбавленных растворах исследовали с помощью описанных ранее приемов и методов поступательной диффузии и вискозиметрии [13]. Вязкость растворов измеряли в капиллярном вискозиметре Оствальда. Характеристическую вязкость [п] определяли экстраполяцией приведенной вязкости раствора Пуд/с к нулевой концентрации; экстраполяцию выполняли в соответствии с уравнением Хаг-гинса Пуд/с = [П] + ^[П]2с, где Пуд = (Потн - 1), Потн -относительная вязкость полимерного раствора, кн - константа Хаггинса.
Изотермическую диффузию макромолекул изучали методом свободной диффузии, судя о трансляционной подвижности макромолекул по скорости расплывания во времени концентрационной границы полимерный раствор-растворитель, для чего использовали диффузометр конструкции Цветкова [18], оснащенный поляризационно-интерферомет-рической системой регистрации [19]. Коэффициент поступательной диффузии Б определяли по изме-~2
нению дисперсии а распределения макромолекул дс/дх(х) в области границы во времени: Б =
2 2 = (1/2)Эа /дг. Дисперсию а рассчитывали методом моментов [19] по формуле
Здесь Н и Q - максимальная ордината и площадь под диффузионной кривой, х - абсцисса (х > 0), argerf - аргумент интеграла вероятности. В результате получали коэффициенты диффузии разных типов усреднения и БА), которые в общем случае, для полидисперсного образца, не совпадают друг с другом, и это несовпадение тем сильнее, чем значительнее неоднородность полимера [19].
Эффективное значение инкремента показателя преломления рассчитывали по площади под диффузионной кривой Q по формуле йп/йс = = (Х/аЬН^/с, где X - длина световой волны (580 нм), Ь - расстояние между интерференционными полосами, Н - длина светового пути в кювете.
Электрооптические исследования
Электрическое двойное лучепреломление (ЭДЛП) света в растворах полимеров в бензоле в импульсном поле измеряли компенсационным методом, детально описанным ранее [20]. В качестве источника света использовали лазерный диодный модуль HLDPM12-655-10 (X = 655 нм). Ячейкой Керра служила стеклянная цилиндрическая кювета с оптическими окнами из плавленого кварца и впаянными титановыми электродами длиной 3 см. Электрическое поле в заполненном исследуемой жидкостью 0.3-миллиметровом межэлектродном зазоре создавали, подавая на электроды ячейки прямоугольные импульсы электрического напряжения до 1200 В. Время установления равновесного ЭДЛП полимера в растворе было меньше 12 мс, поэтому измерения проводили при длительности импульсов 13 мс, которые поступали на ячейку с частотой 1 Гц.
Удельную постоянную Керра полимера в растворе вычисляли по формуле
2 2 2 -1/2 -2 а = (а /8){ш^ег^а(2гсОУ;о-(]Ло) )) ]} ,
где а - двоение шпатов, ^ - г-й момент интерференционной кривой 8(х), равный
j; = J x'5( x) dx,
Куд =
An - An0 K0
cE +p"'
где Ап и Ап0 - ЭДЛП при напряженности поля Е в растворе и растворителе соответственно, К0/р -удельная постоянная растворителя, р - плотность полимера.
или, в гауссовом приближении, методом "площадей и максимальных ординат":
а2 = (а I8)[argerf(aH/Q)] 2
Хроматографический анализ
Эксклюзионную хроматографию полимеров проводили на хроматографе фирмы "Waters" с детекторами 994 UV и 410 RI при 30°С. Фуллеренсо-
0
держащие фракции детектировали при X = 330 нм. Использовали колонки с линейным стирогелем и стирогелями 104 и 103 А. Элюентом служил хлороформ с добавкой 0.1% триэтиламина. Для калибровки применяли линейные П-2-ВП и ПС-стандарты. Полученные данные для обоих видов калибровки находились в хорошем соответствии.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Для гидродинамических исследований были синтезированы два образца звездообразных полимеров с лучами из ПС и П-2-ВП общей формулы (Р8)пС60(Р2УР)п (обозначенные ниже как образец I и образец II) в различных условиях. По данным эксклюзионной хроматографии в неочищенном образце I содержалось две фракции (рис. 1, кривые 1). Фуллеренсодержащая фракция была отнесена к звездообразному гетеролу-чевому полимеру, не содержащая фуллерен фракция в области более низких значений ММ -к диблок-сополимеру ПС-П-2-ВП. В соответствии с условиями синтеза в образце I ожидаемое значение п составляет 3-5. В образце II, как следовало из данных эксклюзионной хроматографии (рис. 1, кривые 2), доля диблок-сополимера была невелика, и ожидаемое число лучей каждого типа в звездообразной гетеролучевой макромолекуле ближе к п = 6. После очистки от линейных примесей образцы характеризовались хроматограмма-ми, близкими к полученным при фотометрическом детектировании (X = 330 нм) неочищенных полимеров (рис. 1).
Гидродинамические свойства гетеролучевых полимеров
Диффузионные данные представлены на рис. 2 и 3. Как следует из рис. 2, диффузионные кривые симметричны и по форме близки к гауссовым кривым, что характерно для диффузии незаряженных макромолекул в отсутствие заметных концентрационных эффектов. Поэтому кривые обрабатывали в гауссовом приближении методом "площадей и максимальных ординат". Зависимости дисперсии диффузионных кривых от времени (рис. 3, светлые точки) надежно аппроксимировались линейными функциями, по наклонам которых рассчитывали коэффициенты диффузии БА.
Обработка тех же диффузионных кривых методом моментов (темные точки на рис. 3) привела к коэффициентам диффузии не превышаю-
ММ
Рис. 1. Хроматограммы продуктов синтеза образцов I (1) и II (2) звездообразных гетеролучевых полимеров (Р8)пСб0(Р2УР)п. Сплошные кривые - Ы-детектирование, штриховые - ИУ-де-тектирование (X = 330 нм).
щим значений БА. Таким образом, некоторая неоднородность образцов, зафиксированная хрома-тографически, в диффузионных экспериментах не проявилась. Причина может заключаться в недостаточной чувствительности данного метода, поскольку чувствительность Б к изменению ММ невысока для линейных макромолекул (для П-2-ВП в бензоле Б ~ М~а5° [14]) и ослабляется при переходе к звездообразным макромолекулам (в пределе для сферических частиц Б ~ М~033). Соответственно уменьшается и разрешающая (по ММ) способность метода поступательной диффузии.
Значения инкремента показателя преломления йп/йо для обоих образцов гибридных полимеров в бензоле были близки к характеристикам соответствующих гомополимеров (0.09-0.10 мл/г).
Из вискозиметрических данных, представленных на рис. 4, следует, что характеристическая вязкость для образца II ниже, чем для образца I, в качественном соответствии с более высоким коэффициентом диффузии. Важно также отметить
X, см
Рис. 2. Типичные диффузионные кривые (контуры интерференционных полос), полученные для образца I звездообразного гетеролучевого полимера в бензоле. Перепад концентрации полимера в области границы Ас = 0.667 г/дл. Каждая кривая, кроме первой, смещена вправо пропорционально времени ее регистрации.
практическое совпадение (в пределах 4%) светлых и темных точек (1 и 2) на рис. 4, представляющих измерения, повторенные через шесть месяцев, что характеризует высокую стабильность изучаемых полимеров.
По значениям Б рассчитывали гидродинамический радиус макромолекул в растворе Яи, равный кТ/6щ0О, где к - постоянная Больцмана. Гид-
Время, мин
Рис. 3. Дисперсия концентрационной границы
2
о в зависимости от времени для образцов I (1) и II (2) гетеролучевых полимеров в бензоле при 25°С, вычисленная в гауссовом приближении (светлые точки) или методом моментов (темные). Средняя концентрация полимера в растворе с = 0.334 (1) и 0.250 г/дл (2). Точки 2 смещены вверх на 10 ед.
родинамические параметры приведены в таблице. Величины ММ образцов определяли по формуле, включающей значения [п], Б и По [21]
ИВц = (Ао Т/ Б По)3 (100/[п]) (1)
Как и при изучении звездообразных П-2-ВП [14], гидродинамический инвариант А0 был принят равным 3.2 х 10-10 эрг/град моль1/3. Такой выбор подтверждается экспериментальными данными, полученными для четырехлучевого звездообразного ПС (3.0 х 10-10 эрг/град моль1/3 [8]) и шести-лучевого ПС (3.3 х 10-10 эрг/град моль1/3 [11]).
Рис. 4. Концентрационная зависимость приведенной вязкости пуд/с раствора для образцов I (1, 2) и II (3) гетеролучевых полимеров в бензоле при 25°С. Точки 2 - повторные измерения через 6 месяцев хранения образца I в сухом состоянии.
Гидродинамические свойства звездообразных гетеролучевых полимеров (Р8)ЯС60(Р2УР)Я в бензоле при 25°С
Образец [п], мл/г кн Ян, А (йи/йо)580, мл/г Ищ х 103 Число ветвлений
/м /пс /л-2-ВП
I 12.2 ± 0.1 0.77 50 ± 1 0.100 ± 0.005 61 ± 4 9 6 3
II 16.8 ± 0.1 0.76 48 ± 2 0.090 ± 0.010 75 ± 6 11 12 6
Значения Мщ для образцов I и II приведены в таблице. Полученные гидродинамические данные использовали для характеристики разветвлен-ности молекул изучаемых полимеров путем сравнения ММ и значений характеристической вязкости гетеролучевых звездообразных полимеров и соответствующих линейных гомополимеров.
Выбранный метод синтеза обеспечивал образование именно звездообразных макромолекул, причем по условиям синтеза ММ отдельных лучей из ПС и П-2-ВП имели близкие значения (~7 х 103). Поэтому отношение ММ макромолекулы к ММ луча фактически определяет число лучей в макромолекуле /м. Сопоставление ММ луча с экспериментальными значениями приводит к числу /м ~ 9 для образца I и ~11 для образца II (таблица).
Кроме того, разветвленность молекул гибридных полимеров может быть оценена путем сравнения их гидродинамических свойств со свойствами соответствующих линейных аналогов, ПС и П-2-ВП, в эквивалентных условиях (в том же растворителе и при той же температуре). Действительно, увеличение разветвленности макромолекулы сопровождается, как правило, уменьшением асимметрии формы молекулярного клубка, что отражается в понижении [п] и в меньшей мере - в уменьшении Яи. В частности, для звездообразных макромолекул с лучами равной длины (модель регулярных звезд) характеристическая вязкость тем меньше, чем больше число лучей (функциональность / центра ветвления звездообразных полимеров, исследованных в настоящей работе, равна 2п). Так, в случае термодинамически хорошего растворителя, согласно работе [22], существует следующая корреляция:
[п]зв/[п]лин 0.85 0.73 0.57 0.37 0.22
/ 3 4 6 12 18
Линейным аналогом образца I является ПС с М = 61 х 103, а для образца II - ПСП с М = 75 х 103. Ожидаемые величины характеристической вязкости для линейных гомополимеров стирола оценивали по уравнению, полученному ранее для ПС
в том же растворителе в области невысоких значений ММ [13]:
[П] = 0.052М058 (2)
В соответствии с уравнением (2) характеристическая вязкость для линейного ПС должна быть
[Л]™ = 31.6 мл/г, а для ПСп - [п]™ = 35.7 мл/г.
Аналогичное сопоставление вязкостных характеристик образцов I и II с характеристиками их линейных аналогов П-2-ВП выполняли с помощью уравнения [14]
[Л] = 0.038М056 (3)
Согласно уравнению (3), линейные аналоги П-2-ВП* и П-2-ВПп должны характеризоваться
значениями [п]^ ин = 18.2 и [п^ин = 20.4 мл/г.
Значения [п]^ ин и [п^ин для обоих типов линейных аналогов выше экспериментальных данных (таблица), полученных для образцов I и II, что соответствует разветвленной структуре молекул исследуемых полимеров.
Если бы макромолекулы звездообразных гетеролучевых полимеров содержали только ПС-лучи, то соответствие полученных экспериментальных гидродинамических данных с теоретическими наблюдалось бы при /ПС = 6 (образец I) и 12 (образец II).
Если бы гибридный полимер содержал только лучи из П-2-ВП, то, согласно представленной выше зависимости, число лучей /п-2-вп = 3 (образец I) и 6 (образец II).
Различие оценок /, полученных с использованием моделей звездообразных гомо-ПС или го-мо-П-2-ВП, может иметь несколько причин. Во-первых, бензол для П-2-ВП - более плохой растворитель, чем для ПС. Поэтому в бензольном растворе гетеролучевого полимера лучи различной природы распрямлены в разной степени (расстояния между концами гауссовых цепей ПС и П-2-ВП в бензольном растворе были бы равны в
Ап х 108 4Ь
1
А 2 о
3
4 и8 / * А V
<& со . о А >0 А У^7 ▼
о А ▼
0 „ V со А V V ¥ Т т
V V
▼ ▼ ¥
эффекта растворителя. Для исследованного нами ранее [14] звездообразного гомо-поли-2-винилпири-дина С60(Р2УР)п в том же растворителе зависимость Ап от Е2 (точки 2) близка к линейной (в соответствии с законом Керра). Из ее наклона было получено
Куд )
уд; с 60 (р2ур) п
= -(14 ± 1) х 10-12 см5/г(300 В)2
0 5 10 15
Е2 х 10-3, (300 В/см)2
Рис. 5. Зависимость электрического двойного лучепреломления от квадрата напряженности поля Е2 для бензола (1) и бензольных растворов звездообразного гомополимера С60(Р2УР)П (2) и образца II гетеролучевого полимера (РБ)пС60(Р2УР)п (3, 4). (3 - равновесное состояние, 4 - переходное состояние через 1 мкс после включения поля).
том случае, если молекулярная масса П-2-ВП была бы примерно на треть выше молекулярной массы ПС). Во-вторых, конфигурация ПС- и П-2-ВП-лучей, близко расположенных друг к другу вблизи центра ветвления, определяется не только термодинамическим качеством растворителя, но и селективным взаимодействием лучей, что не учитывается в выбранной модели. Наконец, в образцах I и II содержались линейные продукты, которые полностью удалить при очистке не смогли, что также повлияло на гидродинамические свойства изучаемых объектов.
Электрооптические свойства
Электрооптические свойства растворителя и растворов полимеров представлены на рис. 5 в виде зависимости ЭДЛП Ап от Е2. Для растворителя (точки 1) наклон кривой соответствует постоянной Керра бензола К0 = Ап/Е2 = 2.12 х 10-12 (см/300 В)2, значение которой близко к табличному. Для растворов полимеров данные представлены точками 2-4. Видно, что все они расположены ниже зависимости, представленной точками 1, т.е. ЭДЛП полимеров или отрицательно по знаку, или меньше
Для раствора гетеролучевого полимера (РБ)пС60(Р2УР)п было обнаружено, что его ЭДЛП (точки 3, 4) состоит из быстрого и нескольких медленно устанавливающихся эффектов, по-разному зависящих от напряженности электрического поля: точки 3 соответствуют равновесному состоянию, а точки 4 получены для переходного состояния, устанавливающегося за время меньше 1 мкс после включения поля (фронта импульса). Видно, что возникающий при включении поля большой отрицательный эффект (точки 4) в пределах погрешности измерения пропорционален Е2, тогда как равновесный эффект не подчиняется закону Керра. Это явление явно имеет немолекулярную природу и отражает поведение в электрическом поле агрегатов макромолекул, образующихся в растворе, вероятно, в небольших количествах (они не зафиксированы хроматографически и гидродинамически), но определяющих эффект ЭДЛП.
Время установления равновесного ЭДЛП для раствора гетеролучевого полимера менее 13 мс. Оно больше, чем для гомополимера С60(Р2УР)п (меньше 5 мс), однако в обоих случаях время установления равновесия в электрическом поле более чем на три порядка превышает молекулярное время релаксации. Из этого следует, что растворы звездообразного гетеролучевого полимера и гомополимера не являются полностью молекулярными. Различие времен установления равновесного ЭДЛП, по-видимому, связано с различием в концентрации растворов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате гидродинамических исследований определены ММ звездообразных гетеролуче-вых полимеров (РБ)пС60(Р2УР)п и получены количественные характеристики разветвленности макромолекул. Данные, интерпретированные с использованием модели регулярных звезд, согласуются с предложенным в работе [17] механизмом формирования макромолекул.
Неоднозначность в оценке функциональности центров ветвления по гидродинамическим данным связана с тем, что в качестве моделей сравне-
3
2
1
0
ния рассматривались регулярные звездообразные гомополимеры, ПС и П-2-ВП. Природа реальных гетеролучевых полимеров, сочетающих на общем центре ветвления лучи из ПС и П-2-ВП, отлична от природы звездообразных гомополимеров и может не в полной мере соответствовать выбранной модели. Эти же соображения объясняют склонность гибридных полимеров к агрегированию, зафиксированную в электрооптических исследованиях.
Таким образом, гетеролучевые звездообразные макромолекулы не только сочетают свойства образующих их компонентов, но и характеризуются усложненными специфическими молекулярными свойствами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Francois B, Ederle Y., Mathis C. // Synth. Met. 1999. V. 103. P. 2362.
2. Janot J.M, Eddaoudi H, Seta P., Ederle Y, Mathis C. // Chem. Phys. Lett. 1999. V. 302. P. 103.
3. Бирюлин Ю.Ф., Лебедев B.M., Миков С.Н., Орлов С.Е., Сыкманов Д.А., Шаронова Л.В., Згон-ник В Н. // Физика твердого тела. 2001. Т. 42. № 10. С. 176.
4. Koudoumas E, Konstantaki M, Mavromanolakis A., Couris S, Ederle Y, Mathis C, Seta P., Leach S. // Chem. Phys. Lett. 2001. V. 335. P. 533.
5. Venturini J, Koudoumas E, Couris S, Janot J.M., Seta P., Mathis C, Leach S. // J. Mater. Chem. 2002. V. 12. P. 2071.
6. Lee T.-W, Park O, Kim J, Kim Y.Ch. // Chem. Mater. 2002. V. 14. P. 4281.
7. Grest G.S., Fetters L.J, Huang J.S., Richter D. // Adv. Chem. Phys. 1996. V. 94. P. 67.
8. Shida K, Ohno K, Kawazoe Y, Nakamura Y. // Polymer. 2004. V. 45. P. 1729.
9. Okumoto M, Iwamoto Y, Nakamura Y, Norisuye T. // Polym. J. 2000. V. 32. № 5. P. 422.
10. Shull K.R, Kramer E.J, Fetters L.J. // Nature. 1990. V. 345. P. 790.
11. Weber V., Duval M, Ederle Y, Mathis C. // Carbon. 1998. V. 36. № 5-6. P. 839.
12. Mathis C, Audouin F., Nuffer R. // Full. Nanotub. Carb. Nanostr. 2004. V. 12. № 1-2. P. 341.
13. Лавренко П.Н., Виноградова Л В. // Высокомолек. соед. А. 2000. Т. 42. № 7. С. 1117.
14. Лавренко П.Н., Коломиец И.П., Ратникова О.В, Виноградова Л.В. // Высокомолек. соед. А. 2006. Т. 48. № 9. С. 1664.
15. Виноградова Л.В, Лавренко П.Н, Амшаров К.Ю, Згонник В Н. // Высокомолек. соед. А. 2002. Т. 44. № 5. С. 750.
16. Виноградова Л.В., Ратникова О.В., Бутори-на Е.А., Adler H.-J.P. // Высокомолек. соед. А. 2005. Т. 47. № 9. С. 1595.
17. Виноградова Л.В., Ратникова О.В., Бутори-на Е.А., Kuckling D, Adler H.-J.P. // Жури. прикл. химии. 2006. Т. 79. № 4. С. 655.
18. Цветков В. Н. Жесткоцепиые полимериые молекулы. Л.: Наука, 1986.
19. Lavrenko P., Lavrenko V, Tsvetkov V. // Prog. Colloid Polym. Sci. 1999. V. 113. P. 14.
20. Kolomiets IP, Lacey D, Lavrenko P.N. // Molecular and Colloid Electro-Optics / Ed. by S.P. Stoylov, M.V. Stoi-menova. New York: Taylor and Francis, 2006. Ch. 20.
21. Цветков В. Н, Лавренко П. Н, Бушин С. В. // Успехи химии. 1982. Т. 51. № 10. С. 1698.
22. Douglas J.F., Roovers J., FreedK.F. // Macromolecules. 1990. V. 23. P. 4168.
Hydrodynamie and Eleetrooptieal Properties of Star-Shaped Heteroarm Fullerene
(C60)-Containing Polymers in Solutions
| P. N. Lavrenko |, I. P. Kolomietsa, O. V. Ratnikovab, and L. V. Vinogradovab
a Fock Institute of Physics, St. Petersburg State University , ul. Ul'yanovskaya 1, Petrodvorets, 198504 Russia b Institute of Macromolecular Compounds, Russian Academy of Sciences, Bol'shoi pr. 31, St. Petersburg, 199004 Russia e-mail: [email protected]
Abstract—Star-shaped heteroarm polymers with a C60 branching center and polystyrene and poly(2-vinylpy-ridine) atoms of equal molecular masses have been studied by the methods of molecular hydrodynamics (trans-lational diffusion and viscometry) and electrooptics (the Kerr effect). The experimental hydrodynamic data are interpreted in terms of the regular star model. The molecular masses and hydrodynamic sizes of star-shaped heteroarm polymers in solutions are estimated. A comparison of these values with the corresponding parameters of linear polymer-analogs (polystyrene and poly(2-vinylpyridine)) makes it possible to characterize the branching degree of macromolecules. The study of the electrooptical properties of the heteroarm polymer in benzene demonstrates the tendency of macromolecules toward aggregation.
