Molecular weight influence on viscosimetric parameters of poly(4-vinylpyridine) polymers

This work describes the effect of the molecular weight on the viscosimetric parameters of poly(4-vinylpyridine) (P4VP) polymers in ethanolic solution. Numerous studies concerning this question have been reported in very separate intervals of molecular weight. We have observed a discordance (discontinuity) in the variation of the intrinsic viscosity as a function of the molecular weight of these polymers ([η]=f(Mw)). In order to establish a general relationship between viscosimetric parameters and Mw, we have considered 10 P4VP samples in a wide interval of molecular weights: 0.75×104 to 153×104. These results have been compared and completed with that of the literature. We have observed that: (i) All viscosimetric parameters (intrinsic viscosity [η], Huggins constant kH, second virial coefficient, viscosimetric expansion coefficient αη, and critical concentration) change according to a continuous function without a break. (ii) The lower is the molecular weight of P4VP; the higher are the variations of the expansion coefficient and the interaction effects. (iii) The variation of the intrinsic viscosity versus the molecular weight follows a unique relation in the whole Mw range. In fact, the Berkowitz equation (1), described for a limited range of relatively high Mw (105 to 18.5×105) is extended for all Mw interval values. (iv) Empiric laws for [η], kH, A2 and C* and variations as a function of molecular weight were proposed for the P4VP in ethanol. Résumé Le présent travail décrit l’effet de la masse macromoléculaire sur les propriétés des poly(4-vinylpyridine) (s) (P4VP) en solution éthanolique. Plusieurs études ont été faites dans ce domaine mais pour des intervalles de masses différents. Une discontinuité de la variation de la viscosité intrinséque en fonction de la masse a été observée, pour cela dix échantillons de poly(4-vinylpyridine) (s) (P4VP) ont été préparés, leurs viscosités intrinsèques sont portées en fonction des masses macromoléculaires et comparées aux résultats de la littérature. Les résultats expérimentaux obtenus dans ce travail (Tableau 1) et les données de la littérature (Tableau 2) montrent conjointement que la masse macromoléculaire est liée à la viscosité intrinsèque selon l’équation (4) and (5) de Berkowitz [J. Polym. Sci. 28 (1958) 69], quelque soit la masse des P4VP (s). Des équations empiriques de la variation de la viscosité intrinsèque, la constante de Huggins, le coefficient d’expansion viscosimétrique, le second coefficient de viriel et de la concentration critique ont été proposés en fonction de la masse macromoléculaire du P4VP dans l’éthanol.