The density and the viscosity of aqueous PEO solutions are observed with the several concentrations of PEO at 20 ℃. The effects of urea on them are also observed. The apparent and the partial specific volumes of PEO are calculated from the density data, which result that the polymer-polymer interaction is dominating in the binary aqueous PEO solutions, while the polymer-solvent interaction is dominating in the ternary aqueous urea-PEO solutions. It is explained by the urea induced breakage of the structured water originated from the hydrophobic interactions and the binding of the urea to the PEO chain. The concentration dependence of relative viscosity and the density dependence of fluidity is also discussed with the concept of the polymersolvent and the polymer-polymer interactions of aqueous urea-PEO solutions.
Sang Il Jeon;Hak-Kyu ChoI;Seung Chang Ra;Byoung Jip Yoon
Bulletin of the Korean Chemical Society
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v.15
no.9
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pp.748-751
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1994
Poly(ethylene oxide) (PEO) in aqueous solutions has a hydrophobic character which can induce the hydrophobic interaction between its nonpolar parts. The hydrophobic properties of aqueous PEO solutions are studied by the viscometry in terms of the water structure-making and -breaking capabilities of added solutes of ureas. The results show that the contracted conformation of PEO of low molecular weight, namely poly(ethylene glycol) (PEG), does not result from the hydrophobic interaction between the nonpolar parts of PEO but it can participate in a hydrophobic interaction between the nonpolar parts of PEO and added ureas solutes with nonpolar groups, which can induce a large hydrodynamic volume and increase the viscosity. On the other hand, the PEO of large molecular weight seems to behave like any other water soluble polymers with nonpolar parts and its conformation in aqueous solutions is well explained in terms of water structure perturbing capabilities of added ureas.
In order to investigate systematically the steady shear flow properties of aqueous po1y(ethylene oxide) (PEO) solutions having various molecular weights and concentrations, the steady flow viscosity has been measured with a Rheometrics Fluids Spectrometer (RFS II) over a wide range of shear rates. The effects of shear rate, concentration, and molecular weight on the steady shear flow properties were reported in detail from the experimentally measured data, and then the results were interpreted using the concept of a material characteristic time. In addition, some flow models describing the non-Newtonian behavior (shear-thinning characteristics) of polymeric liquids were employed to make a quantitative evaluation of the steady flow behavior, and the applicability of these models was examined by calculating the various material parameters. Main results obtained from this study can be summarized as follows: (1) At low shear rates, aqueous PEO solutions show a Newtonian viscous behavior which is independent of shear rate. At shear rate region higher than a critical shear rate, however, they exhibit a shear-thinning behavior, demonstrating a decrease in steady flow viscosity with increasing shear rate. (2) As an increase in concentration and/or molecular weight, the zero-shear viscosity is increased while the Newtonian viscous region becomes narrower. Moreover, the critical shear rate at which the transition from the Newtonian to shear-thinning behavior occurs is decreased, and the shear-thinning nature becomes more remarkable. (3) Aqueous PEO solutions show a Newtonian viscous behavior at shear rate range lower than the inverse value of a characteristic time $1/{\lambda}_E$, while they exhibit a shear-thinning behavior at shear rate range higher than $1/{\lambda}_E$. For aqueous PEO solutions having a broad molecular weight distribution, the inverse value of a characteristic time is not quantitatively equivalent to the critical shear rate, but the power-law relationship holds between the two quantities. (4) The Cross, Carreau, and Carreau-Yasuda models are all applicable to describe the steady flow behavior of aqueous PEO solutions. Among these models, the Carreau-Yasuda model has the best validity.
Park, Moon-Jeong;Kookheon Char;Kim, Hong-Doo;Lee, Chang-Hee;Seong, Baek-Seok;Han, Young-Soo
Macromolecular Research
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v.10
no.6
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pp.325-331
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2002
Phase behavior of a PEO-PPO-PEO (Pluronic P103) triblock copolymer in water is investigated using small-angle neutron scattering (SANS), small-angle X-ray scattering (SAXS), dynamic light scattering (DLS) and rheology. Pluronic P103 shows apparent two gel states in different temperature regions. The first sol-to-gel transition at a lower temperature (i.e., the hard gel I state) turns out to be the hexagonal microphase as evidenced by the combined SANS and SAXS and the frequency dependence of both G′ and G" in rheology. In contrast to the hard gel I, the second sol-to-gel transition (i. e., the hard gel II state) at a higher temperature represents the block copolymer micelles in somewhat disordered state rather than the ordered state seen in the hard gel I. Moreover, turbidity change depending only on the temperature with four distinct regions is observed and the large aggregates with size larger than 5,000 nm are detected with DLS in the turbid solution region. Based upon the present study, two different gelation mechanisms for aqueous PEO-PPO-PEO triblock copolymer solutions are proposed.
The effects of temperature on the conformational properties of poly(ethylene oxide) (PEO) in aqueous and aqueous urea solutions are reported. The values of intrinsic viscosity and Huggins coefficients for the PEO dissolved in water and urea/water mixtures (urea concentration 0.2, 1, and 2 M) were obtained using a viscometry method and discussed with respect to the change of water structure. At low temperatures (below 22 $^{\circ}C)$, the PEO-water interaction is favorable and the chain can be extended, whereas at higher temperatures (above 24 $^{\circ}C)$, it is less favorable and the chain can be contracted by a hydrophobic hydration, i.e., the PEO-water interaction becomes to be unfavorable with the increase in temperature. As the urea is added to the system, the PEO chain can be more extended and huged by the perturbation of the structured water originating from the unfavorable PEO-water interaction. The effect of temperature on the intrinsic viscosity values shows an Arrhenius behavior. The activation energies of the viscous flow were obtained and discussed.
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2011.05a
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pp.158-159
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2011
In this work, The electrochemical behavior of CF/Al composite was investigated at constant current densities in aqueous solutions. The surface and cross section of PEO-treated CF/Al were observed using SEM, EDS and OM. The CF/Al composite contains carbon fibers of about 40 Vol.% with 5~7 um diameter and 100~150 um length. The carbon fibers appeared to b removed by anodic oxidation in sulfuric acid solution, leaving a carbon-fiber free zone in the surface region. Anodic oxide films were formed in the carbon-free region by plasma electrolytic oxidation(PEO) method in alkaline solutions.
A series of PLA-PEO-PLA triblock stereo-copolymers with varying PLA/PEO and L-DL-LA ratios were synthesized via ring opening pelymerizations. Aqueous solutions of these copolymers undergo thermo-responsive phase transitions as the temperature monotonically increases. Further study shows that there is a critical gel concentration (CGC), and also lower and upper critical gel temperatures (CGTs), at which the thermo-responsive phase transition occurs. The CGC and CGTs are affected by various factors such as block length, as well as the compositions of the PLA blocks and of the additives. In particular, the changes in the phase diagram produced by varying the L-/DL-LA ratio in the PLA blocks were determined to be mainly due to consequent stereo-regularity changes in the PLA blocks.
The conformational properties of poly(ethylene oxide) (PEO) in aqueous solutions are studied by viscometry with respect to the water structure perturbing capabilities of a series of urea solutes at $16^{\circ}C$, and experiments for the effect of amounts of urea and methylurea on PEO at 16 and $25^{\circ}C$ are also performed. The results show that the chain expansion, by ureas, of PEO of $1.0{\times}10^5$ molecular weight at $16^{\circ}C$ is similar to that of PEO of $8.0{\times}10^3$ molecular weight at $25^{\circ}C$ with respect to the water structure perturbation. Urea and methylurea make the PEO chain expand by the perturbation of water structure around PEO and by the hydrophobic interaction between methylurea and PEO, respectively. PEO of $1.0{\times}10^5$ molecular weight has hydrophobic sites on it, which are roughly classified into two parts; one is the inner hydrophobic groups which can interact between themselves (intramolecular hydrophobic interaction) and prevails at $16^{\circ}C$, and the other is the outer, exposed hydrophobic groups which can interact with the added hydrophobic solute (intermolecular hydrophobic interaction) and prevails at $25^{\circ}C.$
The changes of water absorption and surface area of polydimethylsiloxane-5-fluorouracil devices containing different water soluble additives such as sodium chloride, glycerine, poly-propylene glycol(PPG 400), and polyethylene oxide(PEO 400, 400 and 2000) were investigated. It was confirmed that carriers controlled water absorption and swelling of the devices in the aqueous solutions. The water absorption and the swelling were affected by the osmotic pressure and ionic strength of the aqueous solutions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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