The role of H-bonds on the structure and dynamics of very concentrated polymer solutions

Abstract

El proposito de la presente tesis doctoral es determinar como la presencia de moleculas de disolventes afecta las dinamicas de un polmero en diferentes escalas temporales y espaciales y como la dinamica del disolvente esta in uenciada por las interacciones con el polímero. En particular, es de fundamental intees entender cual es la función de los enlaces hidrogeno en esta interaccion reciproca. Además, con el objetivo de conseguir una visión completa del asunto, es muy importante investigar tambien los aspectos estructurales de las mezclas. Con este fin, ha sido necesario un estudio comparativo con disolventes caracterizados por distintas interacciones con los polmeros. Los sistemas elegidos han sido poli(dimetiloaminoetilo metacrilato) (PDMAEMA) en soluciones con tetrahidrofurano (THF) y agua con distintas concentraciones. El THF como el agua son buenos disolventes para el polmero investigado. Sin embargo, mientras que en las soluciones con agua los enlaces hidrogeno dominan las interacciones polmero/disolvente, el THF no interacciona con el polmero por esta forma. La informacion sobre las propriedades estructurales de los sistemas ha sido adquirida por la combinacion de difraccion de rayos-X y difraccion de neutrones. El uso conjunto de espectroscopia dielectrica (DS) y espectroscopia de difusion de neutrones (NS) cuasi-elastica y inelastica ha sido una herramienta muy util para la investigacion de las dinamicas en las mezclas. De hecho, la primera tecnica permite explorar un rango de frecuencia muy amplio y puede ser selectiva si una de las componentes tiene un momento de dipolo mucho mayor que las otras. La segunda concede la posibilidad de seleccionar una dada componente a traves de las etiquetas isoopicas (H/D). Primero, han sido investigados a fondo las propriedades estructurales y dinamicas del polimero seco y de las mezclas con THF y agua en una concentracion representativa (c=30 wt%). Luego, las propriedades dinamicas de las mezclas en funcion de la concentracion de disolvente han sido estudiadas por DS y calorimetra diferencial de barrido (DSC).