J. Physique Lett. 40, 69-72 (1979)
DOI: 10.1051/jphyslet:0197900400406900

Effect of cross-links on a mixture of polymers

P.G. de Gennes

Collège de France, 75231 Paris Cedex 05, France

Abstract
We consider a liquid mixture of two weakly incompatible polymers A and B, and assume that this melt is cross-linked at high temperatures (or in other conditions allowing for good miscibility in the initial state). After cross-linking, the temperature is lowered, and the two types of chains would like to segregate, but are kept together by the cross-links. We then predict a novel transition, where the concentrations of A (and B) play the role of a positive (negative) charge density = there is no macroscopic charge, but a spontaneous polarization appears below a certain temperature Tc. We give a simplified formula for Tc in terms of the Flory interaction parameter χ and of the average number of monomers between cross-links.

Résumé
Nous considérons un mélange liquide de deux polymères (A et B) légèrement incompatibles. Ce mélange est supposé réticulé à haute température (ou dans d'autres conditions favorisant la miscibilité dans l'état initial). Après réticulation, la température est abaissée, et les deux types de chaînes tendent à segreger, mais sont maintenues ensemble par les points d'attache AB. Nous prédisons ici l'apparition d'une « microphase », dans laquelle les concentrations locales en A (et B) jouent le rôle de densités de charge (+ et -). Il n'y a pas de charge macroscopique, mais une polarisation spontanée apparaît pour T < Tc. Nous donnons une estimation de T c (dans un modèle de Flory-Huggins) en fonction du taux de réticulation.

PACS
6125H - Structure of macromolecular and polymer solutions solubility, swelling, etc.: polymer melts.
6140K - Structure of polymers, elastomers, and plastics.

Key words
liquid structure -- mixtures -- polymer melts -- mixture of polymers -- liquid mixture -- melt -- chains -- Flory interaction parameters -- cross linking