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Formulation des microémulsions par la méthode du HLDArticle de référence | Réf : J2158 v1
Auteur(s) : Jean-Louis SALAGER, Raquel ANTON, Jean-Marie AUBRY
Date de publication : 10 sept. 2006
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Les émulsions sont omniprésentes dans le monde de la formulation.
On les retrouve dans nombre de domaines industriels importants tels que l’énergie (l’Aquazole®, émulsion eau/gasoil, moins polluant que les carburants Diesel traditionnels ; l’Orimulsion®, émulsion pétrole brut/eau, permettant le transport en pipeline de pétrole très visqueux et son utilisation comme combustible liquide), l’agroalimentaire (vinaigrette, beurre, mayonnaise, crème glacée), les cosmétiques (crème hydratante, lait corporel, crème solaire), l’agrochimie (concentré autoémulsionnable), les polymères (polymérisation en émulsion, latex) ou les peintures aqueuses (hydrodiluables).
Dans toutes ces applications, il est essentiel de maîtriser la nature de la phase continue de l’émulsion car c’est elle qui gouverne, en grande partie, les performances en application de ces produits.
Selon l’IUPAC, les émulsions sont des systèmes thermodynamiquement instables constitués de gouttelettes d’un liquide ou d’un cristal liquide dispersé dans un autre avec lequel il est pratiquement non miscible [1] [2].
En général, l’une des deux phases est une phase aqueuse, notée E, tandis que la phase organique non miscible est appelée « huile » et notée H. Cependant, certaines émulsions contiennent plus de deux phases et les gouttes sont parfois polyédriques lorsque la fraction volumique de la phase dispersée est élevée.
La stabilité cinétique de tels systèmes est assurée par l’adsorption de composés amphiphiles qui modifient les...
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FORMULATION
(1) - EVERETT (D.H.) - Definitions, terminology and symbols in colloid and surface chemistry – Part I, Appendix to manual of symbol and terminology for physicochemical quantities and units - . Pure Appl. Chem., 31, p. 579-638 (1972).
(2) - EVERETT (D.H.), KOOPAL (L.K.) - * - http://www.iupac.org/reports/2001/colloid_2001/manual_of_s_and_t/
(3) - DE GENNES (P.-G.), BROCHARD-WYART (F.), QUERE (D.) - Gouttes, bulles, perles et ondes - . Belin, Paris (2005).
(4) - STREY (R.), SCHOMÄCKER (R.), ROUX (D.), NALLET (F.), OLSSON (U.) - Dilute lamellar and L3 phase in the binary water – C12E5 system - . J. Chem. Soc. Faraday Trans., 86, p. 2253-2261 (1990).
(5) - KUNIEDA (H.), SHINODA (K.) - Phase behaviour in systems of nonionic surfactant – water – oil around the hydrophile – lipophile – balance – temperature (HLB – temperature) - . J. Dispersion Sci. Technol., 3, p. 233-244 (1982).
...
1 Émulsification d’une résine époxyde
Depuis une décade, les résines émulsionnées dans l’eau tendent à remplacer les résines dissoutes dans des solvants organiques volatils. C’est le cas des résines époxydes que l’on ne peut pas facilement préparer sous forme de latex par polymérisation en émulsion. Les résines époxy-bisphénol A possèdent une forte viscosité (100 Pa · s à 70 ˚C) qui rend pratiquement impossible leur émulsification dans l’eau au moyen d’une forte agitation. Comme pour les résines alkydes, polyuréthanes ou polysiloxanes, on procède à leur émulsification par inversion de phase. La phase « huile » est un mélange de résine époxyde et d’un amphiphile hydrophile, souvent constitué d’un copolymère de la résine (partie hydrophobe) lié de façon covalente à une chaîne hydrophile de polyéthylèneglycol PEG de longueur moyenne (100 à 200 unités). Au contact de l’eau lors de l’émulsification, la chaîne PEG s’hydrate et tout se passe comme s’il apparaissait, à l’interface, un surfactif non ionique pseudo-adsorbé, dont la queue fait partie de la phase résine. La longue chaîne de PEG hydratée forme à l’interface E/H une couche capable de stabiliser l’émulsion résine-dans-eau par un phénomène de répulsion stérique.
La méthode consiste à ajouter peu à peu de l’eau désionisée à la phase huileuse (résine + surfactif à l’état fondu) (figure ). Au départ le système est pauvre en eau et possède un HLD < 0. Il se trouve donc localisé dans la région anormale B− de la carte formulation-composition. L’addition d’eau déplace le point représentatif vers la...
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