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Article Dans Une Revue Polymer Bulletin Année : 2022

Characterization of swelling behavior and elastomer properties of acrylate polymers containing 2-ethylhexyl and isobornyl esters

Résumé

In this work, a comparative study of the swelling behavior of poly((1,7,7-trimethyl-2-bicyclo[2.2.1]heptanyl) prop-2-enoate) (poly(IBOA)) and its copolymer (poly(IBOA)-co-2-EHA)), prepared by radical polymerization with the addition of a low concentration of crosslinking agent and photoinitiator, was performed. The obtained networks were characterized by FTIR to show the conversion of acrylic band before and after polymerization and by differential scanning calorimetry. The copolymer network has a single glass transition temperature (Tg) that decreases relative to the poly(IBOA). The swelling study of poly(IBOA-co-2-EHA) was carried out by gravimetric method, in a series of polar (methanol, ethanol, propan-1-ol, butan-1-ol, pentan-1-ol, hexan-1-ol and heptan-1-ol) and non-polar (toluene) isotropic solvents. Solubility, interaction and diffusion parameters that influence the swelling of copolymer in the solvents were calculated. The well-established order of swelling (toluene > heptan-1-ol > hexan-1-ol > pentan-1-ol > butan-1-ol > propan-1-ol > ethanol > methanol) in the copolymer was clearly observed, and moreover, the degree of swelling increased with the presence of EHA in the copolymer. A simple diffusion model was applied (Fick's model) to interpret the swelling data. It was found that the nature of solvent shifts the mechanism from diffusion-controlled in the case of alcohols to non-Fickian one for toluene. For a long period, the experimental results were well correlated with the second-order diffusion kinetics of Schott.
Dans ce travail, une étude comparative du comportement de gonflement du poly((1,7,7-trimethyl-2-bicyclo[2.2.1]heptanyl) prop-2-enoate) (poly(IBOA)) et de son copolymère (poly (IBOA)-co-2-EHA)), préparé par polymérisation radicalaire avec addition d'une faible concentration d'agent de réticulation et de photoamorceur, a été réalisée. Les réseaux obtenus ont été caractérisés par FTIR pour montrer la conversion de la bande acrylique avant et après polymérisation et par calorimétrie à balayage différentiel. Le réseau de copolymère a une seule température de transition vitreuse (Tg) qui diminue par rapport au poly(IBOA). L'étude du gonflement du poly(IBOA-co-2-EHA) a été réalisée par méthode gravimétrique, dans une série de composés polaires (méthanol, éthanol, propan-1-ol, butan-1-ol, pentan-1-ol, hexan -1-ol et heptan-1-ol) et des solvants isotropes non polaires (toluène). Les paramètres de solubilité, d'interaction et de diffusion qui influencent le gonflement du copolymère dans les solvants ont été calculés. L'ordre de gonflement bien établi (toluène > heptan-1-ol > hexan-1-ol > pentan-1-ol > butan-1-ol > propan-1-ol > éthanol > méthanol) dans le copolymère a été clairement observé , et de plus, le degré de gonflement augmentait avec la présence d'EHA dans le copolymère. Un modèle de diffusion simple a été appliqué (modèle de Fick) pour interpréter les données de gonflement. Il a été constaté que la nature du solvant fait passer le mécanisme de la diffusion contrôlée dans le cas des alcools à un mécanisme non fickien pour le toluène. Pendant longtemps, les résultats expérimentaux ont été bien corrélés avec la cinétique de diffusion de second ordre de Schott.

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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-03872003 , version 1 (19-12-2022)

Identifiants

Citer

Merah Dounya, Ulrich Maschke, Nouria Bouchikhi, Houcine Ziani Chérif, Lamia Bedjaoui-Alachaher. Characterization of swelling behavior and elastomer properties of acrylate polymers containing 2-ethylhexyl and isobornyl esters. Polymer Bulletin, 2022, Polymer Bulletin, ⟨10.1007/s00289-022-04491-w⟩. ⟨hal-03872003⟩
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