Titre :	Effet des polymères et des tensioactifs sur la stabilité et la rhéologie des émulsions doubles E/H/E
Type de document :	texte imprimé
Auteurs :	AGUENAROUS Amira, Auteur
Année de publication :	2023-2024
Accompagnement :	CD
Langues :	Français (fre)
Catégories :	Hydraulique:Hydraulique
Mots-clés :	Emulsion double, Rhéologie, stabilité, polymères, tensioactifs, formulation, études expérimentales. Double emulsion, Rheology, xanthan gum, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose.
Résumé :	Les émulsions multiples eau dans huile dans eau (E/H/E) appelées aussi émulsions doubles se composent d’une phase huileuse qui sépare des phases aqueuses interne et externe avec les deux interfaces correspondantes ; la phase huileuse joue le rôle d`une membrane. Les émulsions doubles sont des systèmes complexes qui peuvent encapsuler des composés hydrophiles et lipophiles ce qui leur a perd'être un sujet d'attention dans de nombreuses recherches. Le problème majeur des émulsions doubles est leur instabilité thermodynamique causée par l'excès d’énergie entre les deux phases immiscibles de l'émulsion. L'objectif de cette étude, a été d’évaluer l’impact de la nature et de la concentration de différents polymères sur les propriétés technologiques, physico-chimiques et rhéologiques des émulsions doubles E/H/E contenant 30 % d'huile de paraffine et une concentration fixe (4 %) de tensioactif lipophile, le polyglycérol-3-polycinoléate (PGPR). Par ailleurs, différentes concentrations de polymères notamment, la gomme xanthane (GX), l`hydroxyéthylcellulose (HEC) et la carboxyméthylcellulose (CMC), ainsi que des tensioactifs hydrophiles tels que le monooléate de sorbitane polyoxyéthylène (Tween® 80) et le poloxamère 407 (Lutrol® F127) ont été expérimentés lors de la formulation de plusieurs émulsions doubles, préparées par le procédé d'émulsification en deux étapes. Les propriétés des émulsions doubles obtenues ont été évaluées tout au long de la période de stockage via des analyses granulométriques, physicochimiques et rhéologiques. Quelle que soit la nature du polymère utilisé, il a été constaté d’une part que la taille des globules huileux avait tendance à diminuer progressivement avec l’augmentation de la concentration en polymère et d’autre part une amélioration du comportement rhéologique qui était proportionnelle à la concentration en polymère. Au final, l’incorporation d’une quantité de 0.175%.m/m de GX et 1%.m/m de Tween®80 a conféré une stabilité remarquable à l’émulsion double. Le comportement d’écoulement des émulsions E/H/E à différentes concentrations de GX (de 0,05 à 0,175 %) a été modélisé selon le modèle de Cross et de Bingham où il a été constaté une augmentation de la limite d'élasticité et de la viscosité à taux de cisaillement nul et de la viscosité à taux de cisaillement infini, ainsi qu’une augmentation de la viscosité du système dans le régime newtonien et le comportement viscoélastique. De plus toutes les émulsions multiples présentaient un comportement thixotropique. Au vu des résultats de la présente étude, il apparait que l’obtention d`une émulsion double stable nécessite la présence de deux tensioactifs l’un hydrophile et l`autre lipophile ; en outre, la stabilité pourrait être améliorée par l’incorporation d`un agent épaississant notamment les polymères. Multiple water-in-oil-in-water (W/O/W) emulsions, otherwise known as double emulsions, include an oil phase that separates the inner and outer aqueous phases with the two corresponding interfaces; the oil phase acts as a membrane. Double emulsions are complex systems that can encapsulate both hydrophilic and lipophilic compounds, which has made them the focus of much research. The main problem with double emulsions is their thermodynamic instability, caused by excess energy between the two immiscible phases of the emulsion. The aim of this study was to evaluate the impact of the nature and concentration of different polymers on the technological, physicochemical and rheological properties of W/O/W double emulsions containing 30% parafin oil as well as a fixed concentration (4%) of the lipophilic surfactant polyglycerol-3-polycinoleate (PGPR). In addition, different concentrations of polymers, notably xanthan gum (GX), hydroxyethyl cellulose (HEC) and carboxymethyl cellulose (CMC), as well as hydrophilic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween® 80) and poloxamer 407 (Lutrol® F127), were tested in the formulation of several double emulsions, prepared by the two-step emulsification process. Throughout the storage period, the properties of the double emulsions obtained were evaluated using granulometric, physicochemical and rheological analyses. Regardless of the type of polymer used, it was found that, firstly, the size of the oily globules tended to decrease progressively with increasing polymer concentration and, secondly, that the improvement in rheological behavior was proportional to the polymer concentration. Ultimately, the incorporation of 0.175%. w/w GX and 1%. w/w Tween®80 conferred remarkable stability on the double emulsion. The flow behavior of W/O/W emulsions with different concentrations of GX (from 0.05 to 0.175%) was modeled according to the Cross and Bingham model, showing an increase in yield stress and viscosity at zero shear rate and at infinite shear rate, as well as an increase in system viscosity in the Newtonian regime and viscoelastic behavior. In addition, all multiple emulsions exhibited thixotropic behavior.Based on the results of the present study, it appears that obtaining a stable double emulsion requires the presence of two surfactants, one hydrophilic and the other lipophilic; in addition, stability could be improved by incorporating a thickening agent, notably polymers.
Directeur de thèse :	HAMMADI Larbi

Effet des polymères et des tensioactifs sur la stabilité et la rhéologie des émulsions doubles E/H/E [texte imprimé] / AGUENAROUS Amira, Auteur . - 2023-2024 . -  + CD.
Langues : Français (fre)

Catégories :	Hydraulique:Hydraulique
Mots-clés :	Emulsion double, Rhéologie, stabilité, polymères, tensioactifs, formulation, études expérimentales. Double emulsion, Rheology, xanthan gum, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose.
Résumé :	Les émulsions multiples eau dans huile dans eau (E/H/E) appelées aussi émulsions doubles se composent d’une phase huileuse qui sépare des phases aqueuses interne et externe avec les deux interfaces correspondantes ; la phase huileuse joue le rôle d`une membrane. Les émulsions doubles sont des systèmes complexes qui peuvent encapsuler des composés hydrophiles et lipophiles ce qui leur a perd'être un sujet d'attention dans de nombreuses recherches. Le problème majeur des émulsions doubles est leur instabilité thermodynamique causée par l'excès d’énergie entre les deux phases immiscibles de l'émulsion. L'objectif de cette étude, a été d’évaluer l’impact de la nature et de la concentration de différents polymères sur les propriétés technologiques, physico-chimiques et rhéologiques des émulsions doubles E/H/E contenant 30 % d'huile de paraffine et une concentration fixe (4 %) de tensioactif lipophile, le polyglycérol-3-polycinoléate (PGPR). Par ailleurs, différentes concentrations de polymères notamment, la gomme xanthane (GX), l`hydroxyéthylcellulose (HEC) et la carboxyméthylcellulose (CMC), ainsi que des tensioactifs hydrophiles tels que le monooléate de sorbitane polyoxyéthylène (Tween® 80) et le poloxamère 407 (Lutrol® F127) ont été expérimentés lors de la formulation de plusieurs émulsions doubles, préparées par le procédé d'émulsification en deux étapes. Les propriétés des émulsions doubles obtenues ont été évaluées tout au long de la période de stockage via des analyses granulométriques, physicochimiques et rhéologiques. Quelle que soit la nature du polymère utilisé, il a été constaté d’une part que la taille des globules huileux avait tendance à diminuer progressivement avec l’augmentation de la concentration en polymère et d’autre part une amélioration du comportement rhéologique qui était proportionnelle à la concentration en polymère. Au final, l’incorporation d’une quantité de 0.175%.m/m de GX et 1%.m/m de Tween®80 a conféré une stabilité remarquable à l’émulsion double. Le comportement d’écoulement des émulsions E/H/E à différentes concentrations de GX (de 0,05 à 0,175 %) a été modélisé selon le modèle de Cross et de Bingham où il a été constaté une augmentation de la limite d'élasticité et de la viscosité à taux de cisaillement nul et de la viscosité à taux de cisaillement infini, ainsi qu’une augmentation de la viscosité du système dans le régime newtonien et le comportement viscoélastique. De plus toutes les émulsions multiples présentaient un comportement thixotropique. Au vu des résultats de la présente étude, il apparait que l’obtention d`une émulsion double stable nécessite la présence de deux tensioactifs l’un hydrophile et l`autre lipophile ; en outre, la stabilité pourrait être améliorée par l’incorporation d`un agent épaississant notamment les polymères. Multiple water-in-oil-in-water (W/O/W) emulsions, otherwise known as double emulsions, include an oil phase that separates the inner and outer aqueous phases with the two corresponding interfaces; the oil phase acts as a membrane. Double emulsions are complex systems that can encapsulate both hydrophilic and lipophilic compounds, which has made them the focus of much research. The main problem with double emulsions is their thermodynamic instability, caused by excess energy between the two immiscible phases of the emulsion. The aim of this study was to evaluate the impact of the nature and concentration of different polymers on the technological, physicochemical and rheological properties of W/O/W double emulsions containing 30% parafin oil as well as a fixed concentration (4%) of the lipophilic surfactant polyglycerol-3-polycinoleate (PGPR). In addition, different concentrations of polymers, notably xanthan gum (GX), hydroxyethyl cellulose (HEC) and carboxymethyl cellulose (CMC), as well as hydrophilic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween® 80) and poloxamer 407 (Lutrol® F127), were tested in the formulation of several double emulsions, prepared by the two-step emulsification process. Throughout the storage period, the properties of the double emulsions obtained were evaluated using granulometric, physicochemical and rheological analyses. Regardless of the type of polymer used, it was found that, firstly, the size of the oily globules tended to decrease progressively with increasing polymer concentration and, secondly, that the improvement in rheological behavior was proportional to the polymer concentration. Ultimately, the incorporation of 0.175%. w/w GX and 1%. w/w Tween®80 conferred remarkable stability on the double emulsion. The flow behavior of W/O/W emulsions with different concentrations of GX (from 0.05 to 0.175%) was modeled according to the Cross and Bingham model, showing an increase in yield stress and viscosity at zero shear rate and at infinite shear rate, as well as an increase in system viscosity in the Newtonian regime and viscoelastic behavior. In addition, all multiple emulsions exhibited thixotropic behavior.Based on the results of the present study, it appears that obtaining a stable double emulsion requires the presence of two surfactants, one hydrophilic and the other lipophilic; in addition, stability could be improved by incorporating a thickening agent, notably polymers.
Directeur de thèse :	HAMMADI Larbi