ETUDE EXPERIMENTALE d’une phase éponge concentrée

dans des solutions de tensioactif et d’alcool

R. Gomati1*, M. Bouanz2, A. Gharbi3

Laboratoire de Physique de la Matière Molle

1 Ecole Supérieure des Sciences & Techniques de Tunis, 5 Avenue Taha Hussein, 1080 Tunis, Tunisie

2 Faculté des Sciences de Bizerte , 7024 Zarzouna, Bizerte, Tunisie

3 Faculté des Sciences de Tunis, Campus universitaire, 1060 Tunis, Tunisie

* Corresponding author. E-mail : riadh.gmati@esstt.rnu.tn

Received : 13 June 2002; revised version accepted : 25 April 2003

Abstract

The phase diagram prospecting of an ionic surfactant, alcohol and brine mixture shows a continuous extension of the domain of the fluid isotropic membrane sponge phase, from the brine rich corner to the central side. Using small angle X-ray scattering measurements, we follow the become of the sponge structure, which was established towards the very dilute side and expected to disappear rapidly with the increase of the active matter concentration. The scattering profiles obtained are interpreted on the basis of two models established respectively for phases of micro-emulsion or an assembly of uncorrelated infinite lamellae. The results are consistent with the local bilayer structure persistence until the concentrated side of the phase diagram. Then, the sponge structure characteristic length is deduced from the scattering profiles, and its variation with the membrane volume fraction is discussed according to a dilution law which was established assuming the membrane to be rigid, with constant thickness and topological factor. We suggest a correlation between the topological factor and the remarkable fluidity of the sponge phase.

Keywords: Surfactant; Sponge phase; Small angle X-ray scattering; Viscosity.

Résumé

La prospection du diagramme de phases d’un mélange de tensioactif ionique, d’alcool et d’eau salée montre une extension continue du domaine de la phase de membrane isotrope et remarquablement fluide, de type éponge, en allant de l’angle riche en eau salée vers la partie concentrée du diagramme. En utilisant la technique de diffusion des rayons-X aux petits angles, nous suivons l’évolution structurelle de cette phase éponge dont la structure a été établie aux fortes dilutions et dont les premières études prévoyaient sa rapide disparition en augmentant la concentration en matière active du mélange. En interprétant les profils de diffusion par deux modèles établis respectivement pour des phases de micro-émulsion ou de dispersion désordonnée de structure locale en bi-couche, nous montrons la persistance aux fortes concentrations de la phase éponge. La longueur caractéristique est alors déduite des profils de diffusion et sa variation avec la fraction volumique de la membrane est discutée sur la base d’un modèle de dilution, établi dans l’hypothèse d’une membrane rigide, d’épaisseur constante et de facteur topologique donné. Nous suggérons une corrélation entre le facteur topologique et la remarquable fluidité de la phase éponge.

Mots clés: Tensioactif ; Phase éponge ; Diffusion des rayons-X aux petits angles; Viscosité.

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