Adhesion enhancement of polymer blend interfaces by reactive block copolymer brushes

The effects of reactive silane-terminated poly(styrene-b-dimethylsiloxane) block copolymer on the fracture toughness between a poly(dimethylsiloxane) elastomer and polystyrene substrate are measured by the JKR technique. Adhesion enhancement is not observed when the platinum hydrosilylation catalyst is poisoned with a thiol, confirming that adhesion enhancement is due to a hydrosilylation reaction between silane end groups and residual vinyl functionality in the elastomer. The fracture toughness increases with the block copolymer areal density, the molecular weight of the PDMS block and the concentration of residual vinyl groups in the elastomer. These results compare well with predictions of the Lake and Thomas theory for failure of crosslinked elastomers. Addition of 0.016 copolymer molecules/nm2 to the interface leads to a sixteen-fold increase in the fracture toughness. To cite this article: Wenchun Hu et al., C. R. Chimie 9 (2006).

RésuméLes effets sur l'énergie d'adhésion de l'ajout d'un bloc copolymère (poly-styrène-b-dimethylsiloxane) contenant des silanes terminaux dans un mélange d'élastomère poly(dimethylsilane) et de polystyrène ont été évalués à l'aide de la technique JKR. L'amélioration de l'adhésion n'est pas observée lorsque le catalyseur d'hydrosilylation à base de platine est volontairement empoisonné par un thiol, confirmant ainsi le fait que l'amélioration est due à la réaction d'hydrosilylation entre le silane terminal et les fonctions vinyliques résiduelles de l'élastomère. L'énergie d'adhésion augmente avec la densité de surface du bloc co-polymère, le poids moléculaire du bloc PDMS et la concentration résiduelle de groupes vinyliques dans l'élastomère. Ces résultats concordent avec les prédictions faites à l'aide de la théorie de Lake et Thomas sur les défauts de pontage dans les élastomères. L'addition de 0,016 molécules de copolymères/nm2 à l'interface augmente l'énergie d'adhésion de 16 fois par rapport à la situation sans additif. Pour citer cet article : Wenchun Hu et al., C. R. Chimie 9 (2006).