Comportement des mousses aqueuses

Comportamiento de espumas acuosas

• Auteur / Autrice : Alfredo Eduardo Cervantes Martinez
• Direction : Dominique Langevin, Amir Darío Maldonado Arce
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stabilité

Polymères

Nanoparticules

Mots clés libres

Tensioactif

Mousse aqueuse

Nanodisques

Résumé

Cette thèse concerne une étude des mécanismes de déstabilisation des mousses aqueuses. Dans la première partie du manuscrit nous avons étudié l’influence de l’ajout d’un polymère amphiphile sur des mousses faites avec des tensioactifs. Nous avons mis en évidence une concentration de polymère à laquelle la moussabilité et la stabilité des mousses chutent. En mesurant la diffusion de la lumière et la tension superficielle, nous avons montré que des agrégats de polymère se forment en volume à cette même concentration et que ces agrégats dépeuplent la surface en molécules tensioactives. La deuxième partie a été consacrée à l’étude des mousses stabilisées par des nanoparticules et à leur influence sur le mûrissement et le drainage. Les études de drainage ont été réalisées en utilisant la diffusion multiple de la lumière. Les résultats montrent que les mousses stabilisées par des nanoparticules drainent de façon plus lente et homogène que les mousses stabilisées par des tensioactifs. Le mûrissement a été étudié en utilisant un dispositif de rotation de la mousse pour supprimer le drainage. L’évolution de la taille des bulles a été mesurée en utilisant la diffusion multiple de la lumière. Parallèlement, des études au niveau d’un seul film ont été réalisées en utilisant une balance à film et la cryo-TEM. Les résultats obtenus montrent une inhibition totale du mûrissement que nous avons attribuée à la forte résistance à la compression des interfaces lorsque celles-ci sont totalement recouvertes par les nanoparticules. Finalement, nous présentons des résultats préliminaires sur les mousses stabilisées par des nano-disques. Ces mousses sont également extrêmement stables.

This thesis concerns a study of the mechanisms of destabilization of aqueous foams. In the first part of the manuscript we studied the influence of the addition of an amphiphilic polymer to the foams made with surfactants. We found a polymer concentration at which the foamability and foam stability decreases sharply. We showed, using light scattering and surface tension experiments, that at this concentration the polymer form aggregates in the bulk and the surfactant leaves the surface to form bulk complexes. The second part was dedicated to the study of the foams stabilized by hydrophobic nanoparticles and their influence on the coarsening and drainage of the foam. The studies of drainage were carried out by using the multiple light scattering technique. The results show that the foams stabilized by nanoparticles drain in a slower and more homogeneous way that the foams stabilized by surfactants. The coarsening was studied by using a foam rotation device in order to prevent the drainage. The evolution of the bubbles size was monitored by using the multiple light scattering technique. Studies at the level of a single film were carried out by using the thin film balance and the cryo-TEM techniques. The results obtained show that the coarsening is blocked in the foams when the bubbles surface is fully covered by nanoparticles, thus providing to the surface a large resistance to compression. Finally, we present preliminary results on the foams stabilized by nanodiscs made with oppositely charged surfactants. These foams are also extremely stable.