Viscosity of concentrated solutions of ethylene-vinylacetate copolymers in paraffin at three molecular weights and at three temperatures

Summary Measurements of the viscosity of concentrated solutions of the ethylene-vinyl-acetate copolymer (EVA) in paraffin were carried out at a temperature 80°C; 120.5°C; 150°C, at molecular weights of the EVA,M₂ = 150 000; 200 000; 250 000, and at concentrationsc₂ up to 11 g/100 cm³ solution.The equation ofBueche andKelley and its extension to the lower concentrations (both related to the free-volume theory) and the semiempirical equations ofOnogi et al. and ofWeissberg et al., were considered with the aim of correlating the values of vs.c₂ in the most general way possible. The numerical elaboration of the data made it possible to calculate the value of (root-mean-square deviation between calculated and experimental ln) in the various cases, and it emerged that when curves ln vs.c₂ are considered atT andM₂ constant, the best interpolation is obtained withBueche's equation with three parameters (,f₁,f₂), while if all the experimental points are considered withT andM₂ variableWeissberg's equation gives the best interpolation. The behaviour ofOnogi's equation is intermediate, however the master curves atT = constant make it possible to assemble the data with limited dispersion.The comparison of our viscosity data with the ones calculated by means of the free-volume theoretical expressions leads to the conclusion that the paraffin-EVA system has been studied in a concentration region below the critical value of the polymer concentration above which the chain entanglements prevail.

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Zusammenfassung Viskositätsmessungen an konzentrierten Lösungen von Äthylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) mit MolekulargewichtenM₂ von 150 000; 200 000 und 250 000 in Paraffin wurden bei Temperaturen von 80; 120,5 und 150°C für Konzentrationenc₂ bis zu 11 g/100 cm³ durchgeführt.Die aus der Theorie des Freien Volumens abgeleitete Gleichung vonBueche undKelley und ihre Modifikation für niedrige Konzentrationen sowie die halbempirischen Gleichungen vonOnogi et al. und vonWeissberg et al. werden in möglichst allgemeiner Weise mit den experimentellen Kurven(c₂) korreliert. Die numerische Auswertung mit der Methode der kleinsten Quadrate ergibt, daß für konstant gehaltenesT undM₂ die beste Interpolation von ln gegenc₂ durch die drei-parametrige Bueche-Gleichung gegeben wird, wohingegen für die Gesamtheit der experimentellen Werte mit variabler TemperaturT und KonzentrationM₂ die Weissberg-Gleichung die beste Korrelation liefert. Die Onogi-Gleichung liegt in ihrem Verhalten zwischen den beiden genannten Gleichungen, doch ermöglichen es die Master-Kurven fürT = const, alle Daten mit begrenzter Streuung zusammenzufassen.Ein Vergleich der hier gemessenen Viskositätswerte mit den aus der Theorie des Freien Volumens berechneten führt zu dem Schluß, daß das Paraffin-EVA-System in einem Konzentrationsbereich untersucht worden ist, der unterhalb der kritischen Polymerkonzentration liegt, bei dem der Einfluß der Kettenverhängungen die Oberhand gewinnt.

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With 5 figures and 5 tables