Étude dynamique d’un système intelligent (microémulsion et polyélectrolyte) par diffusion dynamique de la lumière (DLS)

Abstract

Dans ce travail, nous avons étudié le comportement de phase et la dynamique d’un système intelligent formé d’une microémulsion (H/E) et d’un polymère chargé, le polyélectrolyte (polyacide acrylique PAA). La microémulsion contient : TX100, CpCl, n-octanol, décane et l’eau bidistillée. Dans la première partie, on s’est intéressé au comportement de phase des microémulsions chargées (TX100, n-octanol, décane, CpCl, eau bidistillée) en présence du PAA à T = 20 °C, à différentes valeurs de pH : pH = 2 (PAA neutre), pH = 4,5 (PAA partiellement chargé) et pH = 12 (PAA complètement chargé). L’addition du PAA sur la microémulsion entraîne une séparation de phase associative : une phase basse diluée coexiste avec une phase haute plus concentrée et visqueuse. Dans la deuxième partie, on s’est intéressé à l’étude dynamique de ces systèmes (microémulsion avec ou sans PAA) par la technique de diffusion dynamique de la lumière (DLS). La microémulsion nue (sans PAA), comme système de référence, a été étudiée à pH = 7. Dans le régime dilué, la fonction d’autocorrélation d’intensité g2(q,t) a montré l’apparition d’un seul temps de relaxation, représentant le mouvement brownien des nanogouttelettes. En utilisant la relation de Stokes-Einstein, nous avons calculé le rayon hydrodynamique apparent RHapp des nanogouttelettes, RHapp=12,49 nm. Cependant, dans le régime concentré, g2(q,t) présente deux modes de relaxation : un mode rapide qui représente la diffusion collective (fluctuations de densité) et un mode lent qui représente l’autodiffusion (fluctuation de polydispersité de taille). De même, dans le régime dilué à pH = 12, 4,5 et 2, un seul mode de relaxation est observé pour ces systèmes sans polyélectrolytes. L’addition du PAA sur la microémulsion fait apparaître deux modes de relaxation, rapide et lent. La présence du deuxième mode de relaxation est attribuée à la longueur de la chaîne polyacide. En effet, le PAA utilisé ici possède une longue chaîne (3 472 monomères), les gouttelettes de la microémulsion vont donc s’enchevêtrer dans le réseau de chaînes polyacides.