This study addresses the question of how polymer phase separation takes place during polymerization reactions within composite latex particles. Experiments resulted in acrylic/styrene latices with two-phase structures that were analyzed via TEM. Those that resulted from the use of semi-batch reactions allowed us to observe domains that likely did not undergo phase rearrangement after they were formed within the particles. We computed the critical size of the phase-separated domains by assuming that the nucleation and growth mechanism applied to such experiments. We also computed how much these domains would increase in size by subsequent polymerization within those domains. Comparisons of predicted and experimental domain sizes and distributions showed quite reasonable agreement. The domains formed in latex particles of about 350 nm were in the 30-50-nm range. Despite the close agreement between theory and experiment, we are not convinced that phase separation occurs by nucleation and growth, as it appears to us that given the relative rates of reaction and polymer diffusion, phase separation events will often be forced to occur within the spinodal region of the phase diagram. To cite this article: J.M. Stubbs, C. R. Chimie 6 (2003).

Cette étude cherche à déterminer comment la séparation de phase procède durant la réaction de polymérisation à l'intérieur d'une particule de latex. Les résultats expérimentaux obtenus avec des latex d'acrylate et de styrène conduisant à des structures biphasiques ont été analysés par microscopie électronique à transmission. Les latex résultants de réactions en semi-continu nous ont permis d'observer des domaines non susceptibles de réarrangement de phase après leur formation. Nous avons calculé la taille critique des domaines soumis à la séparation de phase en supposant que le mécanisme de nucléation s'applique à ces expériences. Nous avons également calculé la croissance de ces domaines résultant de polymérisations internes subséquentes. Les comparaisons de ces prédictions avec les observations expérimentales sont assez raisonnables. Les domaines formés à l'intérieur de particules de latex de 350 nm sont de l'ordre de 30 à 50 nm. Malgré la similarité des prédictions et des observations, nous ne sommes pas convaincus que les mécanismes de nucléation et de croissance gouvernent systématiquement le processus de séparation de phase. Il semble qu'en raison des vitesses relatives de polymérisation et de diffusion des chaînes, le processus de séparation de phase est souvent forcé à entrer dans le domaine de décomposition spinodale. Pour citer cet article : J.M. Stubbs, C. R. Chimie 6 (2003).