Structure and dynamics of irregular multiarm star polymers

Abstract

Melt properties of highly branched star polymers consisting of a 1,2-polybutadiene core and nearly 270 arms of 1,4-polybutadiene with varying sizes have been investigated using small angle X-ray scattering (SAXS) and dynamic rheological measurements in the linear viscoelastic limit. Despite their difference in internal structure compared to the regular stars with 128 arms and spherical dendritic core, these polymers exhibit the same features: a liquid-like ordering resulting from their specific intramolecular monomer density distribution. This leads to a dual terminal viscoelastic relaxation, consisting of a fast arm relaxation and a slow structural relaxation mechanisms. Both modes conform quantitatively to the generic behaviour of multiarm star polymers, suggesting a universality of the behaviour of highly branched macromolecular objects.

Досліджено властивості розчинення сильно розгалужених зіркових полімерів із основою 1,2-полібутадієну і близько 270 гілок 1,4-полібутадієну змінного розміру, використовуючи рентгенівське випромінювання при малих кутах і динамічні реологічні вимірювання у границі лінійної в’язкоеластичності. Нехтуючи різницею внутрішньої структури, порівняно із періодичними зірками із 128 відгалуженнями і сфе- ричною деревоподібною основою, ці полімери мають ту ж рису: рідиноподібне впорядкування, що є результатом специфічного розподілу густини мономерів. Це приводить до кінцевої в’язкоеластичної релаксації, що складається із швидкої релаксації відгалужень і повільної структурної релаксації. Обидві моди кількісно узгоджуються із характерною поведінкою, припускаючи універсальність поведінки сильнорозгалужених макромолекулярних об’єктів.