Etude du rôle de la surface des particules de NR dans stabilité colloïdale

nous avons vu dans le chapitre précédent que la surface des particules de NR occupe un rôle important dans le maintien de la stabilité du latex naturel ainsi que dans le mécanisme de coagulation. Les cations divalents, en interagissant fortement avec la surface des particules, provoquent une déstabilisation importante et non contrôlée du latex de NR. Dans ce chapitre, nous nous intéressons donc à la modification de la surface des particules de NR afin de déterminer s’il est possible de modifier ce phénomène de coagulation. Pour cela, nous avons utilisé des tensioactifs afin de sonder la surface complexe des particules et aussi afin d’étudier l’impact de cette modification sur le phénomène de déstabilisation par les cations divalents. Pour compléter cette partie nous avons étudié l’impact d’un excès de tensioactif sur la stabilité du latex de NR. L’objectif sous-jacent de ces expériences est d’envisager un contrôle de la coagulation du latex. Enfin, le latex étant un système naturellement polydisperse, nous nous sommes demandé si la surface des particules de NR est différente selon leur taille. Les résultats que nous allons présenter ont été obtenus pour une fraction massique en NR constante pour chaque expérience.  Nous avons vu dans le chapitre 1 que les tensioactifs sont des espèces chimiques capables de s’adsorber aux interfaces. Cette propriété particulière implique que le tensioactif va jouer un rôle dans les interactions qui mettent en jeu cette interface. En se basant sur ce principe, nous allons étudier l’impact de l’ajout d’un tensioactif sur la stabilité du latex de NR. Nous allons regarder l’influence de la nature du tensioactif (anionique, cationique, non ionique) mais aussi dans certains cas nous allons regarder l’impact de la quantité de tensioactif ajouté.

Nous nous intéressons ici à l’adsorption de molécules amphiphiles à la surface des particules de NR en solution, nous présentons donc les principes généraux qui régissent l’adsorption de ces molécules à une interface solide/liquide. Rappelons que la surface des particules de NR est majoritairement hydrophile du fait de la présence de groupements ioniques et possède un caractère amphotère. Il y a cependant des zones probablement plus hydrophobes car les molécules de surfaces sont constituées de longues chaines carbonées (phospholipides, protéines et acides gras). L’adsorption d’un tensioactif est gouvernée par de nombreux paramètres : caractéristiques intrinsèques de la molécule, caractéristiques environnementales (température, pH, polarité du solvant) et caractéristiques de la surface solide (polarité, densité de charge, homogénéité, …). Le phénomène d’adsorption peut être le résultat de différents mécanismes qui impliquent généralement les molécules de tensioactifs seules plutôt que des micelles (Griffith, et al., 1967). . Six grands mécanismes pouvant être à l’origine de l’adsorption de tensioactif sont décrits dans la littérature (Rosen, et al., 2012) :

Dans le cadre de notre étude, la membrane naturelle qui nous intéresse est celle qui assure la dispersion des particules de NR. Cette membrane est constituée essentiellement de protéines, de phospholipides et de savons d’acides gras dans le cas du latex de NR HA. De nombreux articles et revues abordent l’influence d’un tensioactif sur de telles membranes biologiques (Jones, 1992; Kragh-Hansen, et al., 1998; Le Maire, et al., 2000; Lichtenberg, et al., 2013; Otzen, 2011). Il peut s’agir de membranes cellulaires, de liposomes ou d’autres vésicules, ou encore de systèmes spécifiques constitués de ces molécules. Suite à ces travaux, de nombreux mécanismes concernant l’action des tensioactifs ont été proposés, qu’il s’agisse de l’action d’un tensioactif sur une protéine ou sur un lipide, pour expliquer l’effet de l’augmentation de la concentration en tensioactif (voir par exemple (Kragh-Hansen, et al., 1993) ou (Otzen, et al., 2009)). Cependant, le mécanisme de base est approximativement le même : Dans la première étape, les molécules de tensioactif s’intercalent dans la membrane. Ensuite lorsque la concentration en tensioactif augmente, la membrane devient saturée. Elle finit par se rompre à certains endroits. Et finalement il y a formation de micelles mixes contenant des molécules de tensioactifs et des molécules de la membrane. Certains auteurs insistent aussi sur l’importance du rôle des micelles qui peuvent elles aussi jouer un rôle dans le mécanisme de solubilisation des membranes. En conclusion, les tensioactifs ont tendance à simplement s’adsorber au sein des membranes biologiques s’ils sont présents en faible quantité. Mais si leur concentration augmente, ils peuvent solubiliser la membrane.