Dissolution behavior in water of a model hydrophobic alkali-swellable emulsion (HASE) polymer with C20H41 groups

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Abstract

The dissolution behavior of a hydrophobic alkali-swellable emulsion (HASE) in water was examined by dynamic light scattering and pyrene fluorescence probe experiments. The HASE polymer was obtained by the copolymerization of ethyl acrylate (EA), methacrylic acid (MAA), and a macromonomer containing a C20H41 group separated from the polymer backbone by 32 ethylene oxide units. The behavior of the copolymer was followed as a function of the neutralization degree α = [NaOH]/[COOH] of the MAA component. Particles swell with increasing α until α = 0.4 after which polymer dissolution begins. At low α, pyrene, added as a probe to the solution, dissolves in the EA-MAA copolymer phase; whereas at high α, pyrene is largely localized in C20H41 micelles. Pyrene fluorescence measurements show that the striking viscosity increase of the solution with increasing α correlates with polymer dissolution and intermolecular network formation.

Faisant appel à la diffusion dynamique de la lumière et à des expériences de sondes à fluorescence du pyrène, on a étudié le comportement d'une émulsion hydrophobe gonflable par les alcalis (« HASE ») lors de sa dissolution dans l'eau. On a obtenu le polymère HASE par copolymérisation de l'acrylate d'éthyle (« EA »), de l'acide méthacrylique (« MAA ») et d'un macromonomère contenant un groupe C20H41 séparé du squelette du polymère par 32 unités d'oxydes d'éthylènes. On a suivi le comportement du copolymère en fonction du degré de neutralisation, α = [NaOH]/[COOH], de la portion MAA. Les particules se gonflent avec une augmentation d'α jusqu'à α = 0,4; après la dissolution du polymère commence. À de faibles valeurs d'α, le pyrène - ajouté comme sonde à la solution - se dissout dans la phase de copolymère « EA-MAA »; toutefois, à des valeurs d'α élevées, le pyrène se localise principalement dans les micelles de C20H41. Des mesures de fluorescence du pyrène montrent la corrélation qui existe entre l'augmentation étonnante de la viscosité de la solution associée à une augmentation d'α et la dissolution du polymère et la formation d'un réseau intermoléculaire.

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