Caracteristiques structurales de suspensions colloidales sous contrainte de cisaillement

Structural characteristics of colloidal suspensions under shear flow

• Auteur / Autrice : FRANCOISE LE BERRE
• Direction : Emile Pefferkorn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Résumé

Nous etudions l'agregation pericinetique et orthocinetique de systemes colloidaux marginaux. Nous avons choisi deux latex de polystyrene, l'un portant en surface une nanocouche polymere (latex chevelu) et l'autre possedant une surface hydratee. Ces deux latex constituent des systemes differents des colloides hydrophiles usuels et peuvent modeliser les colloides presents en milieu aqueux. L'approche experimentale consiste a determiner les cinetiques d'agregation a l'aide d'une technique de comptage de particules, qui permet d'obtenir des courbes de distributions en masse des agregats et ainsi de calculer les masses moyennes en nombre et en poids des agregats, et d'une technique de diffraction qui fournit les courbes de distribution en taille. Le latex chevelu s'agrege selon un processus brownien de type reactionnel reversible dont la vitesse, fortement ralentie par la presence de la nanocouche polymere, diminue avec la concentration en particules. Les valeurs anormalement elevees de la reactivite intrinseque des agregats sont attribuees a un phenomene d'agregation/fragmentation. L'etude sous cisaillement montre l'influence preponderante de la concentration en particules sur la taille des fragments obtenus. Le latex hydrate obeit a une agregation pericinetique de type reactionnel meme en milieu de forte concentration en electrolyte qui devrait induire selon la theorie dlvo une agregation de type diffusionnel. Nous proposons d'utiliser une constante d'hamaker de 0,65x10#-#2#2 j pour tenir compte des forces d'hydratation. L'etude sous cisaillement au sein d'un capillaire montre que le processus d'agregation est complexe et que les lois definies pour des systemes totalement instables ne sont pas applicables. L'agregation au sein d'un systeme de couette permet d'obtenir des agregats dont la dimension fractale est fonction de la concentration en electrolyte. Ces variations sont attribuees au vieillissement des liens inter-particulaires au sein des agregats et a leur restructuration sous l'effet d'un gradient de cisaillement