Study on the conformations in poly(p-chlorostyrene)-endothermic solvent (n-propylbenzene) and poly(p-chlorostyrene)-exothermic solvent(tert-butyl acetate) at theta temperatures by X-ray small-angle scattering

Summary Conformations of linear poly(p-chlorostyrene) (PPCS) in an endothermic solvent (n-propylbenzene) and an exothermic solvent (tert-butyl acetate) at theta temperatures have been investigated by X-ray small angle scattering. By analyzing X-ray small-angle scattering data for the two systems, the determination of molecular parameters and the comparison between an angular dependence of experimental scattering curve and that of theoretical one have been made, with the discussion on the asymptotic behavior of the scattering curve.The values of persistence length and the radius of gyration of a cross section of polymer chain were 10.5–13.0 Å and 3.7 Å for PPCS-n-propylbenzen, and 11.1–13.7 Å and 5.2 Å for PPCS-tert-butyl acetate, respectively.The values of persistence length seem to be little affected in both systems, while those of radius of gyration of a cross section of polymer chain seem to be affected appreciably by the condition whether the system is endothermic or exothermic. The effect of the distribution of the electron density on the cross section is almost equal in both solvents. From the asymptotic behavior of scattering curves, the system of PPCS-n-propylbenzene has the area of interface larger than that of PPCS-tert-butyl acetate. Agreements between theoretical and experimental scattering curves are found over the experimental angular regions. Thus, it is considered that conformations of PPCS in both theta conditions are the same as that of an ideal chain and only a radius of gyration of the cross section of the polymer chain assumes different values in two solvents.

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Zusammenfassung Es wurde die Konformation vom linearen Poly(p-chlorostyrol) (PPCS) im endothermen Lösungsmittel (n-Propylbenzol) und im exothermen Lösungsmittel (tert-Butylacetat) bei den -Temperaturen untersucht. Die Bestimmung des molekularen Parameters, der Vergleich zwischen den Winkelabhängigkeiten der experimentellen und theoretischen Streukurven und die Diskussion über das asymptotische Verhalten der Streukurven wurden für die beiden Systeme durch Analyse der Röntgenkleinwinkelstreuungsdaten durchgeführt.Die Werte von Persistenzlängen und Querschnittsstreumassenradien waren 10.5–13.0 Å und 3.7 Å für PPCS-n-Propylbenzol, bzw. 11.1–13.7 Å und 5.2 Å für PPCS-tert Butylacetat.Es scheint, daß kein Einfluß auf die Persistenzlängen in den beiden Systemen existiert, während ein solcher auf die Querschnittsstreumassenradien der Polymerknäuel festzustellen ist, je nachdem das System endotherm oder exotherm ist. Die Verteilung der Elektronendichte hat die gleiche Wirkung auf den Querschnitt in den beiden Systemen.Nach dem asymptotischen Verhalten der Streukurven hat das System von PPCS-n-Propylbenzol die größere innere Oberfläche als die von PPCS-tert Butylacetat. Die Übereinstimmung zwischen den experimentellen und theoretischen Streukurven wird innerhalb der experimentellen Winkelbereiche festgestellt. Hieraus wird geschlossen, daß die Konformationen des PPCS unter Thetabedingungen dieselben sind, die Knäuel ideale Knäuel sind und nur die Werte von Querschnittsstreumassenradien der Polymerknäuel in den beiden Lösungsmitteln differieren.

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With 10 figures and 1 table