Introduction à la PHYSICO-CHIMIE CHIMIE DE LA FORMULATION

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1 Introduction à la PHYSICO-CHIMIE CHIMIE DE LA FORMULATION André DERATANI Institut Européen des Membranes Université Montpellier II, cc 47 2 Place E. Bataillon, Montpellier cedex 5 Tél: Fax:

2 Plan du cours La physico-chimie de la Les molécules amphiphiles Les polymères Synergie polymères / tensioactifs Quelques applications 2

3 Chap. 1: Introduction à la physicochimie de la 3

4 FORMULATION? Association d ingrédients en vue d obtenir un produit répondant à un usage précis (réel ou marketing) longtemps considéré comme un art du mélange, un savoir faire(cuisine) nécessite la maîtrise des interactions mélange la connaissance du mode d action réponse au besoin Science en émergence 4

5 A quoi sert la? Optimisation des procédés Elaboration et optimisation d un produit fini Matériaux, chimie, cosmétique, pharmacie, agroalimentaire,... Domaine scientifique très vaste 5

6 Pourquoi formuler? Concilier des propriétés antagonistes mise en œuvre facile résistance à l utilisation Stabiliser un mélange d ingrédients incompatibles huile eau Formulation = science du compromis 6

7 Techniques mises en oeuvre Solubilisation solvant, mélange, encapsulation moléculaire Pseudo-solution émulsion, mousse, dispersion, aérosol Matériaux charges, additifs,... Physico-chimie de la liée aux phénomènes de surface 7

8 La se définit en terme de propriétés d usage PREPARATION ET MISE EN OEUVRE Mélange, émulsification, extrusion, séchage,... PROPRIETES D USAGE Relations structure-propriétés propriétés PHYSICOCHIMIE DE LA FORMULATION Composés principaux: tensioactifs, polymères Physicochimie des interfaces liq./liq., liq./gaz sol./liq., sol./gaz 8

9 FORMULATION DES BIOPRODUITS Bioproduits sont hydrophiles et hydrosolubles s aqueuses La tendance actuelle est à la limitation de l usage des solvants s aqueuses Les bioproduits retrouvent une place importante dans la 9

10 INTERACTIONS MOLECULAIRES NON-COVALENTES kj/mol Van der Waals hydrophobe Liaison H électrostatique Interactions électrostatiques et liaisons H très perturbées en milieu aqueux Interactions hydrophobes spécifiques d un environnement aqueux 10

11 SYSTEME COLLOIDAL Mélange hétérogène bi ou tri phasiques entité structurale entre 1 µm et 1 nm (sang, lait, mayonnaise, chocolat, ) Ces systèmes ne sont pas thermodynamiquement stables La permet d obtenir une stabilisation cinétique 11

12 Exemple: EMULSION Phase huile Phase aqueuse Homogénéisation Foisonnement Déstabilisation Crémage Coalescence Energie libre interfaciale E 1 = g a a < A E 1 < E 2 E 2 = g A Moyens pour réduire le crémage: - réduire la taille des gouttelettes par agitation (procédé) et ajout d émulsifiant () - réduire la différence de masse volumique - augmenter la viscosité du milieu (polymère) 12

13 Deux classes de composés sont particulièrement importantes et complémentaire pour la - Les TENSIO-ACTIFS molécules amphiphiles interfaces - Les POLYMERES macromolécules contrôle rhéologique 13

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