Fiche de révision : Les dispersants et la stabilité des suspensions

📋 Plan du Cours

1. Rôle et mécanismes des dispersants
2. Fiches techniques et choix du produit
3. Polyelectrolytes et épaississement
4. Détermination du Flow Point
5. Stabilité électrostatique des suspensions
6. Adsorption et effets de surface
7. Conditionnement des cheveux

📖 1. Rôle et mécanismes des dispersants

🔑 Notions clés & Définitions

• Dispersant : Produit de formulation qui favorise la séparation et la stabilisation des particules d’une suspension.
• Mécanisme électrostérique : Associe une stabilisation électrostatique et une stabilisation stérique.

📝 Points essentiels

• Un dispersant peut agir par adsorption sur les particules, puis par création de forces répulsives qui limitent leur rapprochement et la reformation des agglomérats.

📌 Un mécanisme électrostatique stabilise les particules par répulsion de leurs charges de surface, tandis qu’un mécanisme stérique les stabilise par l’encombrement des chaînes adsorbées.

💡 Astuce mémo

Adsorption du dispersant → séparation des particules → suspension stabilisée

📖 2. Fiches techniques et choix du produit

★ À maîtriser

• Une fiche technique sert à consulter les caractéristiques, les conditions d’utilisation et les performances attendues d’un dispersant.

• Le polyacrylate de sodium est présenté comme un exemple de dispersant standard de type polyelectrolyte.

Compléments

• La fiche technique d’un produit se trouve notamment auprès du fabricant ou dans la documentation technique associée au produit.

📖 3. Polyelectrolytes et épaississement

★ À maîtriser

• Le polyacrylate de sodium devient insoluble en milieu aqueux lorsque le pH est inférieur à environ 4–5, ce qui le rend inutilisable comme dispersant dans ces conditions.

Compléments

• Le type d’épaississant associé au polyacrylate de sodium est un épaississant polyelectrolyte dont le fonctionnement dépend des charges portées par les chaînes polymères.

💡 Astuce mémo

Disperser les particules, épaissir la phase continue

📖 4. Détermination du Flow Point

🔑 Notions clés & Définitions

• Flow Point : Minimum de la courbe donnant la viscosité de la pâte en fonction de la proportion de dispersant à extrait sec constant, correspondant au taux d’utilisation optimal du dispersant.

★ À maîtriser

• Dans le cas n°1, la phase dispersée est le PZT, la phase dispersante est l’eau, le dispersant utilisé est le Dispex A40 et le Flow Point est le minimum de la courbe de déflocculation correspondante.

• Dans le cas n°2, l’éthylcellulose constitue la phase dispersée à 5 %, le toluène est la phase dispersante et différents alcools sont ajoutés comme dispersants et plastifiants.

Compléments

• La dispersion aqueuse de PZT du cas n°1 contient 60 % en masse de PZT.

💡 Astuce mémo

Dispersant croissant → viscosité mesurée → minimum = Flow Point

📖 5. Stabilité électrostatique des suspensions

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel zêta : Potentiel de surface des particules en solution, dont le signe correspond au signe de leur charge de surface.

★ À maîtriser

📌 Une suspension est considérée comme stable lorsque la valeur absolue de son potentiel zêta est supérieure ou égale à 30 mV, car la charge de surface empêche alors la reformation des agglomérats.

• 🔄 La comparaison expérimentale suit les étapes suivantes:
  1. Préparer des suspensions comparables
  2. Ajouter chaque dispersant dans des conditions définies
  3. Mesurer le potentiel zêta
  4. Comparer les résultats

📌 L’ajout de sel dans l’eau écrante les charges des particules, affaiblit les forces répulsives et augmente le risque de floculation lorsque la salinité augmente.

Compléments

• L’eau déminéralisée ou purifiée est recommandée parce que la qualité de l’eau influence la stabilité d’une dispersion.

💡 Astuce mémo

Charge de surface suffisante → répulsion → absence de floculation

📖 6. Adsorption et effets de surface

★ À maîtriser

• Le point iso-électrique est le pH auquel la charge de surface est nulle et le potentiel zêta est égal à zéro.

• L’adsorption d’un dispersant sur une particule dépend de la nature de la particule, de la nature du dispersant et des interactions faibles entre leurs surfaces.

📌 Selon la charge de l’ensemble constitué par la particule et le produit adsorbé, les interactions peuvent produire soit un écartement des particules, soit leur rapprochement.

Compléments

• À pH compris entre 8 et 9, la polarité de la surface de l’alumine doit être identifiée avant l’ajout du lignosulfonate afin de prévoir les interactions d’adsorption.

💡 Astuce mémo

Produit adsorbé : répulsion des particules ou rapprochement des surfaces

📖 7. Conditionnement des cheveux

📝 Points essentiels

• Le Polyquaternium 10 est un tensioactif cationique utilisé comme conditionneur capillaire.

• Le Polyquaternium 10 s’adsorbe facilement à la surface du cheveu parce que les charges positives du composé sont attirées par les charges négatives de cette surface.

• L’adsorption du Polyquaternium 10 réduit les charges de surface du cheveu, ce qui facilite son coiffage et peut lui rendre une partie de sa brillance.

💡 Astuce mémo

Polyquaternium 10 adsorbé → charges réduites → coiffage facilité

📊 Tableaux de synthèse

Mécanismes de stabilisation