UMR7615, Physico-chimie des Polymères et des Milieux Dispersés. ESPCI, Université Paris 6, CNRS, 10 rue Vauquelin, Paris.

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Olivier Guertin
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1 UMR7615, Physico-chimie des Polymères et des Milieux Dispersés ESPCI, Université Paris 6, CNRS, 10 rue Vauquelin, Paris Patrick PERRIN

2 ENSEIGNEMENT Physicochimie des polymères M2S1 Recherches: Polymères (UE 515) Conformation des chaînes neutres et chargées (polyélectrolytes) Caractérisation des chaînes en solution (viscosimétrie), SEC M2S1 Professionnel: Polymères (UE 549 et 555) Diffusion de rayonnement; propriétés colligatives; Colloïdes (L Oréal) M1S2: Matériaux polymères (UE 408) Propriétés mécaniques, caractérisation des polymères (RMN), température de transition vitreuse et de fusion M1S1: Polymères en solution (UE 401) Travaux dirigés Licence Professionnelle Paris 6 «Métiers de la Chimie et de la Biotechnologie: Formulation» Co-coordinateur avec D. Hourdet Synthèse des polymères; Tensio-actifs; microémulsions; émulsions; Solutions de polymères (thermodynamique) TP: ϕχ des polymères (gels, visco., SEC, propriétés mécaniques)

3 EMULSIONS: Les clés Directe: H/E huile eau Stable Stabilisants: Interfaces et dans la phase externe (rhéologie) Métastables Objets: µm Inverse: E/H Contrôler le TYPE de l EMULSION (eau dans huile ou huile dans eau) Conserver l état dispersé ou le détruire: STABILITE

4 Stabilisants ou émulsifiants PHASE EXTERNE (eau: E) PHASE INTERNE Goutte (d huile: H) INTERFACE PHASE EXTERNE Elaboration d émulsifiants essentiellement à base de polymères

5 EMULSION STABILITE

6 STABILITE des EMULSIONS: Propriétés rhéologiques de la phase externe

7 Gel physique et cristal de gouttes d huile H/E PAANa - - Alkyle 10 µm H/E.γ=rΩ/e H Laser r Gel physique e Gap spacing 10 µm Fragmentation: propriétés viscoélastiques de l émulsion: taille (contrainte)-1 Langmuir 14, 5977 (1998); 16, 4774 (2000); (2001) Ω

8 STABILITE des EMULSIONS: Propriétés aux interfaces des amphiphiles -Surfaces -Films -Réflectivité des rayons X -Tensiométrie

9 Surface des solutions: profil et concentration de surface PAANa - Air alkyle Γ: en accord avec la tensiométrie Réflectivité X: e 10Å, φ 40%, Γ~1 mg/m 2 z Invisible pour les rayons X Réflectivité X: δ=δ water (1-φ)+δ polymer φ φ Γ=eφρ Langmuir 15, 2112 (1999)

10 Films: Arrangement des chaînes confinées Agrégats hydrophobes Air Air Air c < c seuil chaînes pendantes 450Å c > c seuil formation d agrégats 900Å 1200 monomères 10% greffons dodécyle Explication de la stabilité macroscopique des émulsions crémées à l échelle de l interface Phys. Rev. E 60, 2045 (1999); Macromolecules 34, 7076 (2001)

11 10µm STABILITE DES EMULSIONS DOUBLES

12 Stabilisation d émulsions doubles E/H/E : intérêt d un polymère Coalescence goutte-globule polymère/tensioactif PAANa-alkyle Eau eau ( 1µm) Huile(10-40µm) 20 µm.... PDMS-POE polymère/ polymère PAANa-alkyle Langmuir 20, 8576 (2004) 20 µm

13 INVERSONS L EMULSION! directe ou inverse «Stimulation et réversibilité»

14 Conductivity µs/cm Contrôle réversible et rapide du type d une émulsion Time min H/E E/H Instable Surfactant:C 12 E 4 H 3 C-(CH 2 ) 11 -(OCH 2 -CH 2 ) 4 -OH (CH2 CH) (CH2CH) CO 1 CO 99 NH O - Na + PAANa 5 (CH2) CO NH CO NH N N Trans, E 436 nm (bleu) N N Cis, Z 365 nm (UV) Système photostimulable unique: combinaison d émulsifiants ChemPhysChem, 6, (2005); Coll. Surf. A 288, (2006)

15 Stabilisants de l interface PHASE EXTERNE (eau) PHASE INTERNE Goutte (d huile) INTERFACE PHASE EXTERNE Elaboration d émulsifiants essentiellement à base de polymères

16 Vers d autres stabilisants: Copolymères à blocs

17 Micelles gelées amphiphiles (auto-assemblage) Espèces aux interfaces? A. Roudot; N. Pantoustier R=5 nm Eau 100 nm Eau? + Dodécane + + Transfert d un objet autoassemblé figé du volume vers une interface? -solvant -température -taille des blocs -mise en oeuvre

18 RECHERCHES Thématique: «Emulsions et polymères» Savoir faire: Elaboration de systèmes émulsifiants «à façon» pour la formulation d émulsion: synthèse et propriétés (aux échelles macroscopiques et de l interface) Collaborations: CEA; Schlumberger-Dowell; Dior; Rhodia Projets: -ANR Blanche (2007) (ENSIC Nancy):Interfaces Photostimulables -Emulsions doubles photostimulables: vectorisation -Mécanismes moléculaires de la photostimulation (C. Tribet) -Microémulsions: Gélifiants huileux (eau comme colle à greffons) Boosting microémulsions (CEA- P. Guenoun) -Nanomoules métallisés [Y. Tran (PPMD) et M. Goldmann (INSP)] -Emulsions (transfert volume interface) (N. Pantoustier)

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