Objectif

l’objectif principal de cet article est d’analyser la composition d’un système de surfactant binaire ou ternaire sans sulfate utilisant l’alkyle sulfonate oléfine (alkyl olefin sulfonate, AOS), l’alkyle polyglucoside (APG) et le lauryl hydroxysultaïne (sultaïne). La composition a été optimisée en observant des paramètres critiques tels que l’activité de surface et les propriétés rhéologiques tout en faisant varier la concentration d’APG dans un système ternaire, le rapport d’AOS et de sultaïne dans un système binaire et en étudiant l’effet de l’ajout de chlorure de sodium. Les résultats expérimentaux peuvent fournir un système de surfactant alternatif sans sulfate pour remplacer le système courant contenant le laureth sulfate de sodium (sodium laureth sulfate, LES) et de la camidopropyle bétaïne (cocamidopropyl betaine, CapB), sans compromettre les paramètres précédemment mentionnés.

Méthodes

un anneau de DuNouy a été utilisé sur un tensiomètre pour mesurer la tension superficielle des échantillons. Pour observer les capacités de formation de mousse des échantillons, une étude visuelle de formation de mousse a été menée et les résultats enregistrés en prenant des photos. Un rhéomètre mécanique TA Instruments a été utilisé pour mesurer la viscosité.

Résultats

l’étude de l’effet de la concentration d’APG sur la tension superficielle a illustré qu’à mesure que la concentration d’APG diminue, la tension superficielle diminue également. La tension superficielle minimale s’est avérée être de 26,587 pour une concentration d’AOS de 7,5 % en poids et de sultaïne de 7,5 % en poids. Lorsque le rapport entre l’AOS et la sultaïne a été modifié, le système à un rapport de 1:1 a de nouveau produit la valeur de tension superficielle la plus basse. À mesure que la concentration d’AOS diminuait dans le rapport, la tension superficielle augmentait. Lorsque le rapport a été maintenu constant, et que l’APG a été introduit dans le système, les systèmes contenant l’APG présentaient des valeurs de tension superficielle plus élevées que les systèmes ayant les mêmes rapports, mais n’ont pas fait l’objet d’ajout d’APG. À mesure que la concentration de sel augmentait, la tension superficielle diminuait pour l’AOS, augmentait pour le mélange binaire et n’avait aucun effet sur la sultaïne. La formation de mousse est directement corrélée à la tension superficielle, de sorte qu’une diminution de la tension superficielle a entraîné de meilleures capacités de formation de mousse ; par conséquent, le rapport AOS/sultaïne de 1:1 présentait les meilleures qualités de formation de mousse. Le système AOS/sultaïne a montré un comportement maxwellien, suggérant la présence de structures micellaires en forme de ver. À mesure que la concentration d’APG augmentait, la viscosité diminuait, et à une concentration d’AOS de 2,5 % en poids, d’APG de 5 % en poids et de sultaïne de 7,5 % en poids, le système est passé d’un fluide non Newtonien par cisaillement (Rhéofluidification) à un fluide Newtonien. En variant le rapport d’AOS/sultaïne dans le système binaire, on a montré que le rapport changeait, la viscosité diminuait et, à un rapport d’AOS/sultaïne de 1:3, le système était principalement Newtonien. Lorsque le rapport est resté constant et que l’APG a été ajouté, la viscosité a continué à diminuer et le rapport 1:3 était complètement Newtonien. L’ajout de sel n’a eu aucun effet sur la viscosité de la sultaïne, mais la viscosité de l’AOS a augmenté à une concentration en sel de 2 % en poids. Le mélange binaire montrait qu’à mesure que la concentration de sel augmentait, le profil de viscosité diminuait, même si le système restait non Newtonien par cisaillement (Rhéofluidification).

Conclusion

l’étude de l’activité de surface et rhéologique des systèmes de surfactant sans sulfate dévoile une forte interaction synergique entre l’AOS et la sultaïne, spécifiquement à un rapport de 1:1, qui entraîne une activité de surface élevée et une bonne formation correspondante de mousse et de micelles enchevêtrées, ce qui aboutit à une excellente formation de viscosité dans le système. Si on souhaite introduire un surfactant biosourcé dans ce système sans compromettre complètement les propriétés de performance, le système de surfactant ternaire à une concentration d’AOS de 4,5 % en poids, d’APG de 3 % en poids et de sultaïne de 7,5 % en poids doit être considéré comme optimal. Tout ajout supplémentaire d’APG ou toute modification du rapport entraîne des réductions préjudiciables de toutes les performances contrôlant les paramètres physicochimiques.