Comparison of Lattice-Fluid Binary Parameters For Mixtures and Block Copolymers

The aim of this report is to discuss the method of determination of lattice-fluid binary interaction parameters by comparing well characterized immiscible blends and block copolymers of poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(ϵ−caprolactone) (PCL). Experimental pressure-volume-temperature (PVT) data in the liquid state were correlated with the Sanchez—Lacombe (SL) equation of state with the scaling parameters for mixtures and copolymers obtained through combination rules of the characteristic parameters for the pure homopolymers. The lattice-fluid binary parameters for energy and volume were higher than those of block copolymers implying that the copolymers were more compatible due to the chemical links between the blocks. Therefore, a common parameter cannot account for both homopolymer blend and block copolymer phase behaviors based on current theory. As we were able to adjust all data of the mixtures with a single set of lattice-binary parameters and all data of the block copolymers with another single set we can conclude that both parameters did not depend on the composition for this system. This characteristic, plus the fact that the additivity law of specific volumes can be suitably applied for this system, allowed us to model the behavior of the immiscible blend with the SL equation of state. In addition, a discussion on the relationship between lattice-fluid binary parameters and the Flory–Huggins interaction parameter obtained from Leibler's theory is presented.

Análisis de las relaciones morfología-propiedades en nanocompuestos basados en matrices de copolímeros de bloque

El objetivo principal de la presente investigación ha sido desarrollar una nueva clase de materiales nanocompuestos orgánicos-inorgánicos basados en la capacidad de los copolímeros de bloque de auto-organizarse promoviendo la dispersión de nanopartículas, así como relacionar las diferentes morfologías obtenidas con las propiedades finales de los nanocompuestos. Para generar la nanoestructuración de estos nanocompuestos basados en copolímeros de bloque, como el poli(estireno-b-isopreno-b-estireno) (SIS) y el poli(estireno-b-butadieno-b-estireno) (SBS) en nanopartículas de plata, se han utilizado los conceptos de compatibilización y confinamiento. Es decir, las nanopartículas inorgánicas se confinaron en una sola fase del copolímero de bloque mediante tratamientos superficiales y su funcionalización física. En particular, se utilizaron surfactantes (el cloruro de tetrametilamonio, TMAC, y el dodecanotiol, DT) para favorecer la interacción entre las nanopartículas inorgánicas y la matriz polimérica. Teniendo en cuenta los cálculos teóricos de los parámetros de solubilidad obtenidos mediante la teoría de Hoftizer-Van Krevelen, y la electronegatividad propia de los diferentes elementos, los dos surfactantes elegidos tienen una muy buena compatibilidad con el bloque de estireno favoreciendo la localización de las nanopartículas de plata en este bloque.