Définition. Les émulsions. Sommaire

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Abel Alarie
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1 Sommaire 1 Définition 2 Les différentes instabilités des émulsions: 2.1 Crémage (ou sédimentation): 2.2 Floculation et coalescence: La floculation: La coalescence: Inversion des phases: 3 Notion de balance hydrophile lipophile 4 Fabrication 5 Essais de stabilité des émulsions 5.1 Stabilité à la centrifugation 5.2 Stabilité à la chaleur et au froid 6 Caractéristiques d un agent tensioactif Définition Les émulsions sont des préparations liquides thermodynamiquement instables, constituées par la dispersion d un liquide sous forme de globules dans un autre liquide miscible La dispersion est généralement assurée grâce à la présence d un ou des émulsifiants. Le liquide dispersé en globules est appelé phase dispersée ou interne ou discontinue, l autre liquide est appelé milieu de dispersion ou encore phase dispersante ou externe ou continue La phase interfaciale est formée d un ou de plusieurs agents émulsifiants, ces corps sont appelés selon les auteurs : émulsionnants ou émulsifiants Analytical Toxicology - Les émulsions 1

émulsion Les différentes instabilités des émulsions: Les émulsions étant thermodynamiquement instables; leurs propriétés vont se modifier dans le temps.

2 émulsion Les différentes instabilités des émulsions: Les émulsions étant thermodynamiquement instables; leurs propriétés vont se modifier dans le temps. Cette instabilité peut se manifester sous 4 formes principales: crémage (sédimentation), floculation, coalescence, et inversion des phases. Ces phénomènes sont souvent liés mais leurs mécanismes sont si Suffisamment différents qu ils puissent être étudiés séparément. Crémage (ou sédimentation): C est une forme d instabilité qui correspond au déplacement vertical des particules de la phase dispersée sous l influence de pesanteur. Dans le cas des émulsions, ce phénomène se fait généralement vers le haut (crémage proprement dit) Cependant, lorsque les particules de la phase dispersée se rassemblent à la partie inférieure ce phénomène est appelé sédimentation. La vitesse de crémage ou de sédimentation d une particule sphérique, au sein d un liquide newtonien est régie par la loi suivante: Analytical Toxicology - Les émulsions 2

3 V= 2r 2 (e 1 -e 2 )g/ 9n Floculation et coalescence: Deux phénomènes d instabilité des émulsions liés à la présence, à la surface des globules, d une part, d un film interfacial et d une autre part, de charges électriques. La floculation: Forme d instabilité qui correspond à la formation, au sein de l émulsion, d agrégats constitués principalement par l association d un nombre plus ou moins grand de particules de la phase dispersée. Au cours de la floculation, les particules s assemblent donc sous forme de flocons mais chacune d entre elles conserve son individualité. La loi que régit la vitesse de floculation dans une émulsion est celle de SMOLUCHOWSKY: 1/n= at + 1/n La coalescence: Forme d instabilité qui correspond à la fusion complète de plusieurs globules préalablement floculés. Lors de la coalescence, ces globules, perdent leur individualité en donnant un seul et même globule. La loi que régit la vitesse de coalescence est celle de VAN DER TEMPEL N=n.e -kt Inversion des phases: C est une forme d instabilité qui se traduit par un brusque changement du sens de l émulsion, (H/E devient E/H et inversement) Analytical Toxicology - Les émulsions 3

4 Notion de balance hydrophile lipophile Définition : HLB : est une caractéristique d une molécule de surfactif, sa valeur est d autant +élevée que la molécule est hydrophile Cette valeur peut être calculée, soit déterminée par voie expérimentale. Cette notion a été introduite par «GRIFFIN» en 1949 pour faciliter le choix des émulsionnants HLB critique : est une caractéristique des corps lipophiles et notamment des huiles (où HLB est requis). Il est constant, en principe pour une huile donnée ne peut être déterminé que par voie expérimentale HLB critique (8,5) = HLB connu. X/100 + HLB connu. (10 X)/100 Fabrication L opération fait appel à des appareils appelés : homogénéisateurs à valve (homogénéisation de la dispersion primaire précédemment obtenue) Les modes d introduction des émulsionnants : On peut introduire les émulsionnants dans la phase aqueuse On peut les introduire dans la phase huileuse On peut introduire chaque émulsionnant lipophile dans l huile On peut ajouter alternativement aux émulsionnants et par petites fractions de la phase huileuse puis de la phase aqueuse On peut préparer l émulsionnant in situ en introduisant par exemple un acide gras dans l huile et une base dans l eau Essais de stabilité des émulsions Deux types de méthodes sont utilisés pour apprécier la stabilité des émulsions: Stabilité à la centrifugation Cette étude est effectuée en soumettant l émulsion à des accélérations relativement élevées (3000 g) Analytical Toxicology - Les émulsions 4

5 Il surtout valable pour les émulsions fluides. Stabilité à la chaleur et au froid L émulsion est placée dans une étuve portée à des températures variables pendant un temps déterminé (4 à 6 semaines), et à intervalles de temps donnés; l émulsion est contrôlée: aspect microscopique, taille des particules, viscosité, et sens de l émulsion. Caractéristiques d un agent tensioactif Les agents tensio actifs sont des substances naturelles ou synthétiques, caractérisés par 3 points: 1. les surfactifs sont des substances amphiphiles: ça veut dire corps dont la molécule est formée de deux parties: hydrophile et autre lipophile. 2. les surfactifs sont des produits qui, grâce à leur structure amphiphile ont la propriété de s adsorber aux différentes interfaces; notamment les surfaces gaz liquide; liquide liquide ; et solide solide. 3. les surfactifs sont des substances caractérisées par un certain nombre de propriétés, qui pour la plus part, sont issues de leur adsorption aux interfaces. Suivant leur hydrophilie: ce sont des produits : tensioactifs; mouillants, détergents, moussants, solubilisants etc. Analytical Toxicology - Les émulsions 5

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