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Characterization of low-density polyethylene by gel permeation chromatography—II. Study on the Drott method using fractions

1974; Elsevier BV; Volume: 10; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1016/0014-3057(74)90121-9

1873-1945

G. R. Williamson, A. Cervenka,

Polymer Nanocomposites and Properties

Polyethylenes of different structures were fractionated and the fractions characterized by light scattering, gel permeation chromatography and viscometry. Intrinsic viscosities were measured in solvents of different thermodynamical quality including a θ-solvent (diphenyl at 118° for low-density polyethylene and at 130° for high-density polyethylene and ethylene-butene-1 copolymer). The results were used for examining two aspects of the Drott iterative procedure: (a) the relationship between thermodynamical quality of the solvent and depression in the intrinsic viscosity due to branching; and (b) analytical form of expression relating the so-called g-factor to the number of long-chain branches. The ratio of intrinsic viscosities of branched and linear species at a given weight-average molecular weight has been clearly proved to be solvent independent, and the equation relating the g-factor to the number of branches for polymer monodisperse with respect to molecular weights appears to be a fair representation of long-chain branching in low-density polyethylene. For the polymers examined, the branching frequency λ is not independent of molecular weight. On a effectué le fractionnement de polyéthylènes de différentes structures et caractérisé les fractions par diffusion de la m lumière, par chromatographie par perméation de gel et par viscosimétrie. On a mesuré les viscosités intrinsèques dans des solvants de qualités thermodynamiques différentes y compris dans un solvant θ (le diphényl à 118°C pour le polyéthylène basse densité et à 130°C pour le polyéthylène haute densité et le copolymère éthylène-butène-1). On a utilisé les résultats pour examiner les deux aspects du procédé iteratif de Drott: (a) la relation entre la qualité thermodynamique du solvant et l'abaissement de la viscosité intrinsèque due à la ramification et (b) la forme analytique de l'expression reliant le facteur appelé g et le nombre de longues chaînes ramifiées. On a clairement montré que le rapport des viscosités intrinsèques des espèces linéaires et ramifiées pour une masse moléculaire moyenne donnée était indépendant du solvant et que l'équation reliant le facteur g au nombre de ramifications d'un polymèremonodisperse par rapport à la masse moléculaire apparaît comme étant une bonne représentation des longues chaînes ramifiées du polyéthylène basse densité. Pour les polymères examinés, la fréquence de ramification λ n'est pas indépendante de la masse moléculaire. Si sono sottoposti a frazionamento dei polietileni di différente struttura e si sono caratterizzate la frazioni mediante diffusione luminosa, cromatografia a permeazione di gel e viscosimetria. Se ne sono misurate le viscosità intrinseche in solventi di différente qualità termodinamica, tra cui un solvente θ (difenile a 118° per politene a bassa densità e a 130° per politene ad elevata densità e copolimero di etilene-butene-1). Si sono impiegati i risultati per esaminare due aspetti della procedura iterativa di Drott: (a) la relazione tra la qualità termodinamica del solvente e la depressione nella viscosità intrinseca in seguito all'innesto; (b) la forma analitica dell'espressione che lega il cosidetto fattore g al numero degli innesti a catena lunga. Si è chiaramente provato che il rapporto delle viscosità intrinseche di speci lineari e innestate. ad un dato peso molecolare medio ponderato, non dipende dal solvente e che l'equazione che lega il fattore g al numero di innesti, per polimeri monodispersi, rispetto ai pesi molecolari, sembra essere una buona rappresentazione dell'innesto a lunga catena in politene a bassa densità. Nei polimeri esaminati, la frequenza di innesto λ non è indipendente dal peso molecolare. Polyäthylene mit unterschiedlicher Struktur wurden fractioniert und die verschiedenen Fraktionen mittels Lichtstreuung, Gelpermeationschromatographie und Viskosimetrie charakterisiert. Die Viskositätszahlen wurden in Lösungsmitteln unterschiedlicher thermodynamischer Güte unter Einschluβ eines θ-Losungsmittels [Diphenyl bei 118° für Polyäthylen mit kleiner Dichte und bei 130° für Polyäthylen mit groβer Dichte sowie für Äthylen-Buten-(1) Copolymere] bestimmt. Die Ergebnisse wurden benutzt, um zwei Aspekte des iterativen Verfahrens von Drott zu untersuchen: (a) den Zusammenhang zwischen thermodynamischer Güte des Lösungsmittels und einem Abfall der Viskositätszahl als Folge von Verzweigungen, und (b) die analytische Form des Ausdrucks, der den sogenannten g-Faktor mit der Anzahl langer Seitenäste verknüpft. Das Verhältnis der Viskositätszahlen für eine verzweigte und eine lineare Probe bei einem gegebenen Gewichtsmittel des Molekulargewichtes ist eindeutig lösungsmittelunabhängig, so daβ die Gleichung, die den g-Faktor mit der Anzahl der Seitenäste für ein monodisperses Polymeres verknüpft, die Langkettenverzweigung in Polyäthylen geringer Dichte recht genau beschreiben kann. Für alle untersuchten Polymeren ist die Häufigkeit der Verzweigung λ nicht unabhängig vom Molekulargewicht.