LES TENSIOACTIFS HYDROCARBONES

Les tensioactifs Les tensioactifs encore appelés agents de surface ou surfactants (en anglais) sont des molécules d’origine naturelle ou synthétique possédant d’une part une queue à caractère hydrophobe (ou chaine lipophile qui a plus d’affinité avec les lipides) et d’autre part une tête hydrophile (ou lipophobe c’est-à-dire qui a moins d’affinité avec les lipides) généralement polaire (voir figure1). Figure 1: structure d’un tensioactif [12].

LES TENSIOACTIFS HYDROCARBONES 

Pour qu’un composé soit un surfactant, il doit remplir les trois critères suivants:  être composé de groupes polaires et non polaires  présenter une activité de surface  pouvoir former des agrégats auto-assemblés (micelles, vésicules, cristaux liquides, etc.) dans les liquides [9]. Le tensioactif est caractérisé par sa tendance spontanée à s’adsorber aux surfaces et aux interfaces. C’est un composé organique largement utilisé en agriculture, en microémulsions, dans les formulations pharmaceutiques, en biotechnologie, en nanotechnologie, dans la cosmétique, dans la détergence, en impression, en microélectronique, dans les mines et autres industries [10, 12, 13].

En effet lorsque le surfactant est ajouté dans un système, les molécules de tensioactifs se déplacent d’une façon spontanée vers l’interface. Ainsi, la queue hydrophobe de la molécule repose soit à plat sur la surface (peu de molécules de surfactants à l’interface), soit elle s’aligne sur le liquide le moins polaire (nombre suffisant de molécules de surfactants à l’interface). Tandis que la tête hydrophile, quant à elle, s’oriente vers la phase polaire. De surcroît, il en découle une destruction des forces cohésives entre les molécules polaires et non polaires et une substitution des molécules non polaires à l’interface. Ensuite l’interaction des molécules à l’interface se produit entre la tête hydrophile du tensioactif et les molécules de la phase polaire d’une part et d’autre part entre la queue hydrophobe du tensioactif et les molécules de la phase non polaire. Ainsi, en raison des interactions nouvellement développées, qui sont prépondérantes par rapport à celles qu’il y avait entre les molécules polaires et apolaires, on assiste à une diminution de la tension à l’interface.

-Phénomènes de micellisation

Les micelles sont des agrégats colloïdaux thermodynamiquement stables, formées spontanément par des amphiphiles au-dessus d’une plage de concentration appelée concentration micellaire critique (CMC) [15]. La formation de micelles en solution confère aux tensioactifs d’excellentes propriétés de détergence et de solubilisation [5]. 

Une micelle est une structure dynamique

C’est-à-dire que les tensioactifs quittent la micelle et se mettent en solution tandis que d’autres tensioactifs pénètrent dans la micelle à partir de la solution [16]. En d’autres termes, La formation de micelles s’explique également par le fait que les portions hydrophobes, incapables de former des liaisons hydrogènes en phase aqueuse créent un accroissement drastique d’énergie libre du système. Ainsi une façon de diminuer cette énergie est soit d’isoler la partie hydrophobe de l’eau par adsorption sur des matières organiques ou de former des micelles [17]. En effet, en solution et à faible concentration, le tensioactif est présent sous forme de monomère. Cependant au-dessus d’une certaine concentration appelée concentration micellaire critique (CMC), les molécules de monomères s’associent pour former des agrégats moléculaires entre autres des micelles, mesurant entre 1 nm et 1 μm, afin de diminuer drastiquement les contacts entre les parties hydrophobes des molécules de tensioactifs et les molécules d’eau qui ne favorisent pas la stabilité du système. Ainsi après le dépassement de la CMC, un état d’équilibre est atteint dans la solution entre les molécules d’agents tensioactifs sous forme de monomères et des molécules dans des agrégats micellaires [18]. Une micelle est constituée d’un ensemble de tensioactifs dont le nombre est compris entre 50 et environ 200. Ainsi la quantité décrivant le nombre moyen de molécules de tensioactifs pouvant former une micelle est appelé nombre d’agrégation [19].