Effect of structure on the glass transition temperatures of linear and crosslinked poly(isobornylacrylate-co-isobutylacrylate)
Résumé
A series of linear acrylic copolymers based on Isobornyl acrylate (IBOA) and isobutyl acrylate (IsoBA) were elaborated by radical photopolymerization. In addition, several photochemically crosslinked poly(IBOA-co-IsoBA) were prepared by introducing small amounts of 1,6-hexanedioldiacrylate as crosslinking agent. The evolution of the glass transition temperature was determined experimentally by Differential Scanning Calorimetry as a function of composition for both linear and crosslinked poly(IBOA-co-IsoBA), yielding Tg values ranging from (~249K) to (~315K). Theoretical modeling was performed applying Fox, Gordon-Taylor and Couchman-Karasz models by simple calculations using experimental data, leading to only fair agreement between theoretical and experimental values, or by applying fitting procedures involving one or two adjustable parameters. Likewise, the Kwei model, known to take into account hydrogen bonding interactions between monomers, could not describe well the evolution of Tg, indicating the existence of other factors influencing Tg. Finally, a thermodynamic approach based on entropy considerations allowed to attribute an explanation of the evolution of Tg.
Une série de copolymères acryliques linéaires à base d'acrylate d'isobutyle (IBOA) et d'acrylate d'isobutyle (IsoBA) ont été élaborés par photopolymérisation radicalaire. En outre, plusieurs poly(IBOA-co-IsoBA) réticulés photochimiquement ont été préparés en introduisant de petites quantités de 1,6-hexanedioldiacrylate comme agent de réticulation. L'évolution de la température de transition vitreuse a été déterminée expérimentalement par calorimétrie à balayage différentiel en fonction de la composition pour le poly(IBOA-co-IsoBA) linéaire et réticulé, donnant des valeurs de Tg allant de (~249K) à (~315K). La modélisation théorique a été réalisée en appliquant les modèles de Fox, Gordon-Taylor et Couchman-Karasz par de simples calculs à partir des données expérimentales, ne conduisant qu'à un accord moyen entre les valeurs théoriques et expérimentales, ou en appliquant des procédures d'ajustement impliquant un ou deux paramètres ajustables. De même, le modèle de Kwei, connu pour prendre en compte les interactions de liaison hydrogène entre monomères, n'a pas pu bien décrire l'évolution de la Tg, indiquant l'existence d'autres facteurs influençant la Tg. Enfin, une approche thermodynamique basée sur des considérations entropiques a permis d'attribuer une explication à l'évolution de la Tg.
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