J. Physique Lett. 41, 503-505 (1980)
DOI: 10.1051/jphyslet:019800041021050300

Critical, elasticity of polyacrylamide above its gel point

B. Gauthier-Manuel et E. Guyon

L.H.M.P., E.S.P.C.I., 10, rue Vauquelin, 75005 Paris, France

Abstract
We study the reticular polymerization of a gel of mono and bisacrylamide around the gelation threshold. A rheological measurement using the Stokes relative displacement of a sphere within the medium gives access to the viscosity below the gel point and to an elastic modulus E above it. From the first determination we deduce the gel time T = Tc (evaluated from the start of the polymerization). A critical variation E(T) ∝ (T - Tc) t is obtained for 2 x 10-3 < (T - T c)/Tc < 10-1 with an exponent t varying from 1.9 ± 0.2 to 2.2 ± 0.2 for different chemical conditions. The result is compared with percolation models of gelation.

Résumé
Nous avons étudié la polymérisation réticulaire d'un gel de mono et bisacrylamide autour de son seuil de gélation. Une mesure utilisant le principe du déplacement d'une bille de Stokes permet de caractériser le point de gel à partir de la divergence de la viscosité du temps T = Tc (évalué à partir du début de la polymérisation) et son élasticité de cisaillement E(T) au-dessus de ce seuil. Une loi de comportement critique E(T) ∝ (T - Tc) t est obtenue pour : 2 x 10-3 < (T - T c)/Tc < 10-1 avec une valeur de t variant entre 1,9 ± 0,2 à 2,2 ± 0,2 suivant les conditions chimiques. Ce résultat est comparé aux prédictions des modèles de percolation.

PACS
6220D - Elasticity, elastic constants.
6620 - Viscosity of liquids: diffusive momentum transport.
8235 - Polymer reactions and polymerization.
8270G - Gels and sols.

Key words
elastic moduli -- gels -- percolation -- polymerisation -- polymers -- viscosity -- Polyacrylamide -- gel point -- reticular polymerization -- gelation threshold -- rheological measurement -- Stokes relative displacement -- elastic modulus -- gel time -- percolation models -- critical elasticity