7.2.1 Pr´eparation des micro´emulsions
Le tensioactif catanionique `a l’´equimolarit´e est pr´epar´e en m´elangeant des quantit´es ´egales d’acide octano¨ıque et d’octylamine dans de l’´ether [181]. La r´eaction exothermique d’´echange de proton entraˆıne un ´echauffement du milieu. L’´evaporation du solvant sous vide permet la r´ecup´eration d’une poudre blanche d’octanoate d’octylammonium avec un rendement quantita- tif. Pour faire varier la proportion entre tensioactifs cationique et anionique (et ainsi faire varier la charge de surface des micro´emulsions), il faut ajouter un sel correspondant soit `a l’amine (pour obtenir une charge positive), soit `a l’acide (pour obtenir une charge n´egative). Les sels uti- lis´es sont le chlorure d’octylamonium (abr´eg´e C8NHCl) et l’octanoate de sodium (C7COONa).
La pr´eparation des micro´emulsions se fait simplement par pes´ee des diff´erents constituants (al- cane, eau, tensioactif catanionique `a l’´equimolarit´e, ´eventuellement un des deux sels). La so- lution est ensuite agit´ee par un m´elangeur vortex pendant quelques secondes pour obtenir une solution translucide dont la viscosit´e est proche de celle de l’octane.
Pour toutes les ´etudes, except´ee la diffusion des neutrons, le solvant utilis´e est l’alcane hy- drog´en´e « classique ». Pour la diffusion des neutrons, de l’octane deut´er´e est utilis´e `a la place. Ce
changement entraˆıne de tr`es l´eg`eres diff´erences dans le diagramme de phase que nous n’avons pas ´etudi´ees plus en profondeur.
Une micro´emulsion catanionique peut ˆetre caract´eris´ee par trois param`etres distincts : 1. la concentration totale en tensioactifs, abr´eg´eec dans la suite :
c = nC7COOH + nC8NH2
2 (7.1)
2. le rapport des concentrations en eau et en tensioactifs : Rw=[H2O]/c
3. le rapportr qui caract´erise l’exc`es de charge dans le film de tensioactifs : r = [C7COOH] + [C7COONa]
[C7COOH] + [C7COONa] + [C8NH2] + [C8NHCl]
(7.2) Lorsque qu’il n’y a pas de charges en exc`es : [C7COONa]= [C8NHCl]= 0 et donc r =
0, 5. Une charge de surface n´egative ([C8NHCl]= 0, [C7COONa]6= 0 se traduit par un
rapportr > 0, 5.
Les fractions volumiques des ´echantillons ´etudi´es sont comprises entre 0,8 % et 15%.
7.2.2 D´etermination du diagramme de phase
La quantit´e maximale d’eau pouvant ˆetre solubilis´ee dans une micro´emulsion donn´ee est d´etermin´ee en contactant un m´elange binaire tensioactif/alcane `a la concentration voulue avec de l’eau pure. L’´echantillon bi-phasique est ensuite m´elang´e au vortex et laiss´e au repos `a la temp´erature d´esir´ee pendant une douzaine d’heures. La quantit´e d’eau pr´esente dans la mi- cro´emulsion est ensuite d´etermin´ee par dosage Karl-Fischer.
7.2.3 Mesures de conductivit´e
Les mesures de conductivit´e sont effectu´ees en utilisant un titrateur automatique METTLER DL77 coupl´e `a un conductim`etre. De petites quantit´es d’octane ou d’eau sont ajout´ees automa- tiquement `a la micro´emulsion sous agitation magn´etique. Le temps entre le changement de composition de la micro´emulsion et la mesure est d’une minute. Pour v´erifier que cette mesure est fiable et ne pr´esente pas d’art´efact de nature cin´etique, la conductivit´e de diff´erentes mi- cro´emulsions est mesur´ee apr`es qu’elles aient ´et´e laiss´ees `a l’´equilibre 24 heures. La diff´erence de conductivit´e entre les deux m´ethodes de pr´eparation n’´etant pas significative, les mesures de conductivit´e faites par le titrateur automatique peuvent ˆetre consid´er´ees comme ´etant celles des micro´emulsions `a l’´equilibre.
7.2.4 D´etermination du volume mol´eculaire
La densit´e de solutions de tensioactifs `a diff´erentes fractions massiques x est mesur´ee grˆace `a un densim´etre Anton Paar DMA 500. La pente de la droite 1/ρ en fonction de x donne le volume mol´eculaire du solut´e par l’´equation :
1 ρ = 1 ρ0 + x(V2 M2 − 1 ρ0 ) (7.3)
avecρ0la densit´e du solvant,ρ la densit´e de la solution, V2 le volume molaire du solut´e,M2la
masse molaire du solut´e. Le volume molaire de la paire acide octano¨ıque-octylamine est de 520 ˚
7.2.5 Diffusion des neutrons aux petits angles
Les exp´eriences de diffusion de neutrons aux petits angles pr´esent´ees dans cette partie ont ´et´e effectu´ees sur les lignes D11 et D22 de l’institut Laue-Langevin `a Grenoble. Trois (D22) ou quatre (D11) combinaisons diff´erentes de collimation et de distance d´etecteur-´echantillon permettent de couvrir une large gamme de vecteurs de diffusion et d’obtenir un bon recouvre- ment entre les donn´ees obtenues pour diff´erentes configurations. Les diagrammes de diffusion sont ensuite regroup´es radialement, soustrait du bruit de fond et mis `a l’´echelle absolue selon les proc´edures classiques propres `a chaque instrument. Les mesures ont ´et´e effectu´ees dans des cellules en quartz Helma d’´epaisseur 1 ou 2 mm plac´ees dans un passeur d’´echantillons thermo- stat´e.
7.2.6 Diffusion dynamique de la lumi`ere
Les mesures de diffusion dynamique de la lumi`ere ont ´et´e effectu´ees sur un instrument Brookhaven Instruments comprenant un corr´elateur num´erique BI9000AT et un laser Argon Ion de longueur d’onde 514,5 nm. L’´echantillon contenu dans un pilulier en verre a ´et´e plac´e dans une cellule de mesure contenant de la decaline et laiss´e ´equilibrer `a 25 ˚C pendant 15 minutes avant chaque mesure. La fonction de corr´elation fut ensuite mesur´ee pendant 30 secondes et ajust´ee `a une fonction bi-exponentielle. Chaque mesure fut r´ep´et´ee 5 fois et les valeurs report´ees correspondent aux moyennes des rayons hydrodynamiques.