Expression VI.2 : Equation de Henry reliant le potentiel zêta et la mobilité des particules.
V.3. Comparaison de l’efficacité des différents tensioactifs
Les études UV-vis, zêta potentiel et TEM de la dispersion des MWNTs dans les cinq tensioactifs : CTAB, Pluronic F127, Triton X-100, SDS et Span-60. La dispersion des MWNTs dans les cinq tensioactifs montre le suivi de la tendance suivante:
La tendance expérimentale a en outre été corrélée avec la structure chimique des
tensioactifs. L’étude expérimentale montre sans ambiguïté que, contrairement à l'aspect théorique,
le SDS bénéficie de la plus grande puissance de dispersion entre les cinq tensioactifs en vertu de sa chaine hydrophobe moyennement longue ainsi que la présence de deux doubles liaisons de type S=O. Cette analyse permet de conclure que le facteur «longueur de la queue" et la présence de doubles liaisons prédomine par rapport au facteur du "cycle benzénique" dans la dispersion des MWNTs en utilisant des agents tensioactifs. Par conséquent, le pouvoir de dispersion des différents tensioactifs est transitoire, en raison de leur organisation chimique. La conclusion de la présente étude est la signification de l'optimum du rapport CNTs/tensioactif. La qualité de la dispersion des nanotubes se détériore en-dessous ou au-dessus de ce ratio. Ainsi, les agents tensioactifs doivent
être d’une concentration juste suffisante pour enrober la surface des nanotubes, en évitant tout
excès, qui peut diminuer, également, la dispersion des nanotubes. Pour déterminer la raison de cette baisse dans la dispersion, des études complémentaires du potentiel zêta et le TEM ont été réalisées.
En outre, l’évolution cinétique du ξ-potentiel des solutions de tensioactif joue également un rôle
dans la dispersion des MWNTs. Les résultats du potentiel zêta, révèlent que le Span-60 et le SDS sont les deux tensioactifs qui confèrent une stabilité élevée aux suspensions organiques des
MWNTs. Les constations de l’UV-vis et le ξ-potentiel sont en bonne concordance avec les
observations des micrographies du MET.
En conclusion, le choix approprié d'un agent tensioactif approprié doit être basé sur la stabilité de la suspension en fonction du temps, le pourcentage de dispersion ainsi que l’observation par microscopie électronique en transmission (MET) des dispersions donnant une idée directe sur la structure des nanotubes après les différents traitement pour le revêtement par les tensioactifs, outre que le diamètre externe des nanotubes qui change significativement des nanotubes bruts aux nanotubes fonctionnalisés .
CTAB< Pluronic<Triton X-100< Span-60 < SDS Pouvoir Dispersant
VI. Conclusion
L’objet de ce chapitre était de déterminer des conditions optimales de purification et de mise
en suspension d’échantillon de MWNTs bruts. Les conditions de fonctionnalisation des MWNTs
par oxydation à l’acide nitrique ont été décrites et les échantillons obtenus caractérisés. Les
paramètres de dispersion des MWNTs par modification chimique non covalente ont été élucidés et approuvés par les différentes techniques de caractérisation. Dans le cas de la purification, les
conditions d’oxydation à l’acide nitrique ont été optimisées à 80°C pendant 4 heures. L’observation
au MET des échantillons purifiés dans ces conditions, a permis de montrer que ces derniers ne
présentent plus de nanoparticules métalliques résiduelles. De plus, l’analyse par spectroscopie
infrarouge a montré que ces échantillons oxydés présentent des bandes caractéristiques des fonctions OH, éthers et des liaisons C=O caractéristiques des fonctions COOH.
Enfin, un protocole original de mise en suspension des NTC en présence de tensioactifs non toxiques a été développé. Le SDS et le Span-60 se sont avérés être les plus efficaces et ont permis le
maintien en suspension d’environ 1 mg/l de NTC sur 24 heures. Ces résultats permettront dans le chapitre suivant d’étudier l’influence de la purification, de la fonctionnalisation, ainsi que de la mise en suspension des MWNTs sur l’effet de leur addition à des nanocomposites à base d’hydroxyapatite dopée au magnésium à la fois sur les propriétés mécaniques et l’activité
biologique in vitro.
Résumé :
- Les MWNTs fonctionnalisés par oxydation à l’acide nitrique présentent des caractéristiques différentes des MWNTs bruts. En particulier, l’oxydation a été réussie
tout en conservant la longueur et le nombre des couches des nanotubes.
- Un protocole original de mise en suspension des MWNTs en présence de tensioactifs non toxiques a été développé. Le SDS et le Span-60 se sont avérés être les plus efficaces et ont permis le maintien en suspension des nanotubes de carbones pendant 24 heures.
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