Rhéoépaississement de systèmes auto-associatifs de la famille CnTAB

Shear thickening of self-assembled systems of the family CnTAB

• Auteur / Autrice : Jalal Dehmoune
• Direction : Jean-Paul Decruppe, Hong Xu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 19/12/2007
• Etablissement(s) : Metz
• Ecole(s) doctorale(s) : SESAMES - Ecole Doctorale Lorraine de Chimie et Physique Moléculaires
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPMD - Laboratoire de Physique des Milieux Denses - EA 3469
• Jury : Président / Présidente : Marie-José Stebe
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Berret, Annie Colin, Olivier Greffier, Sébastien Manneville

Mots clés

Mots clés contrôlés

Micelles

Rhéologie

Biréfringence

Mots clés libres

Rhéoépaississement

Chaîne aliphatique

Vélocimétrie

Biréfringence d'écoulement

Résumé

Les solutions de tensioactifs de faibles concentrations sont composées de micelles de diverses formes, principalement des micelles cylindriques libres ou peu enchevêtrées. Sous écoulement de cisaillement, ces solutions présentent un comportement rhéoépaississant augmentation de la viscosité. Ce phénomène est lié à la formation d'une nouvelle structure induite par le cisaillement (Shear Induced Structure : SIS). L'objectif majeur de cette étude est de connaître les propriétés de rhéoépaississement de quatre systèmes, en faisant varier de manière contrôlée les dimensions des micelles en procédant au changement de la longueur de la chaîne aliphatique. Les systèmes retenus appartiennent à la famille de CnTAB (C12-, C14-, C16- et C18TAB). Nous avons effectué une comparaison entre des résultats de rhéométrie, rhéo-optique, vélocimétrie ultrasonore et diffusion de neutrons aux petits angles. L'ensemble de ce travail a abouti à une description des formes et des dimensions des micelles présentent à l'équilibre. Sous écoulement, il a été déduit que les dimensions des micelles sont grandes et facilement orientables même aux faibles cisaillements quand la chaîne aliphatique est longue. Au déclenchement du rhéoépaississement, la structure induite est totalement orientée avec une modification de cette dernière dans le sens de l'écoulement. Aux taux de cisaillement élevés, les systèmes ont un comportement rhéologique identique, de même que la structure demeure orientée. Sur la base de nos résultats et de ceux de travaux antérieurs, nous avons proposé un modèle décrivant les transitions de formes micellaires liées au comportement sous écoulement des solutions micellaires

The dilute solutions of surfactant are composed with micelles which have various forms mainly cylindrical free or having a low entangled. Under shear flow, the behavior of these solutions is shear thickening Increase of the viscosity." This phenomenon is related to the formation of a new shear induced structure (SIS). The main aim of this work is to study the shear thickening of four systems, while varying in a controlled manner dimensions micelles by the change in the length of the aliphatic chain. During this work, the systems used belong to the family of C,TAB (Cl2-, Cl4-, Cl6- and C18TAB). We conducted a comparison of the results: rheometry, rheo-optical, ultrasound velocimetry and small angle neutron scattering. A description of the shape and dimensions of micelles present in equilibrium was given as function of the chain length. Under flow, it was found that the dimensions of the micelles are large and easily adjustable to flow shears when the aliphatic chain is long. In the shear thickening transition, the induced structure is totally oriented in the flow direction. At high shear rate, the systems have similar rheological behavior, as well as the structure remains oriented. On the basis of our results and those of earlier work, we have proposed a model describing micellar transitions forms related to the macroscopic behaviour