Interfacial tension is one of the most important parameters that intluence the morphology of polyrner blends. However. few data are available regarding interfacial tension between polyrners due to experimental difficulties.
Two devices. one based on the pendant drop method and another based on the spinning drop method. were construeted in this work to conduet an experimental study of interfacial tension between polyrners. With both instruments. it was possible to view the drop in rcal time and to calculate the interfacial tension on-line. The following aspects were considered: special syringe design.. the necking and capillary effects. in the pendant drop method. and sealing of the rotating tubes and density measurement in the spinning drop method. The two devices were shown to be reliable and complementary. A method to infer interfacial tension !Tom transient measurements was suggested.
Interfacial tension was measured for different polymer pairs. The effects of temperature, molecular weight, bimodal blending and molecular weight distribution were evaluated. The effect of adding compatibilizers was also studied. Surface analysis of the interfaces was performed using E.S.CA. to explain the experimental results.
The experimental results were compared with the predictions of lattice theories and the square gradient theory. A strategy to evaluate the Flory-Huggins interaction parameter between polyrners was developed. When this strategy was employed, theoretica1 predictions and experimental d'lta showed good agreement for the influence of temperature and molecular weight on interfacial tension. However, the theory could not prediet the effeet ofpolydisof;rsity on interfacial tensio
La tension interfaciale est l'un des plus importants paramètres qui influence la morphologic des mélanges dc polymèrcs. Cependant, les valeurs de tension interfaciale reportées dans la litterature sont rares dû à des difficultés expérimentales.
Deux machines, l'une baséce sur Ic principe de la goutte pendante et l'autre sur le principc dc la gouttc tournantc ont été construitcs afin de conduire une étude expérimcentalesur la tcnsion interfacialc entre polymères. Avec les deux machines. il était possible dc visualiscr la goutte cn temps récl et de calculer la tension interfaciale simultanémcnt. Pour ccs dcux instruments. Ics aspccts suivants furent abordés: la conception d'une scringuc spéciale ainsi quc Ics etTets de gouttc tombante et de capillarité pour l'apparcil basé sur le principe de la gouttc pendante et l'étanchéité des tubes et mcsurcs dc dcnsité pour l'apparcil basé sur Ic principe de la goutte tournante. Les deux procédés furcnt démontrés Hables et complémentaires. Une méthode pour obtenir la tcnsion intcrfacialc à partir dc mesures effectuées lors de l'état transient fut suggerée.
La tcnsion interfaciale fut mesurée pour différentes paires de polymères. L'influence dc la température. du poids moléculaire. et de la distribution moléculairc fut évaluéc. La tcnsion intcrfaciale pour des mélanges bimodaux fut aussi étudiée. Les dil1èrcntcs valcurs dc tension interfaciale furent comparées, pour les différents ~ystèmes, et unc cxplication des phénomènes observés est présentée. L'inl1uence d'agents compatibilisants fut étudiée. Lcs interfaces furent étudiées par E.S.C.A afin d'expliquer les résultats expérimentaux.4
Lcs résultats cxpérimentaux furent comparés aux prédictions des théories de lattice et square gradient. Une stratégie, pour évaluer le paramétre d'interaction Flory-Huggins entre deux polymères fut développée. Quand cette stratégie fut utilisée, les prédictions théoriques et les données expérimentales concordèrent pour l'inl1uence de la température et du poids moléculaire sur la tension interfaciale. Cependant, la théorie ne pouvait pas prédirc l'cffct dc la polydispersité.