Propriétés thermodynamiques et structurales des solutions de micelles mixtes : eau + bromure de cétyltriméthylammonium + 2-butoxyéthanol

Les solutions micellaires présentent un intérêt pour la recherche appliquée et la recherche fondamentale. Le fait qu'elles peuvent solubiliser une grande quantité d'huile dans l'eau a suscité de nombreux travaux appliqués à la récupération tertiaire du pétrole et à l'extraction des sables bitumineux. Toutefois, le rôle joué par chacun des constituants n'est pas tout à fait clair. Dans cette optique, nous avons entrepris l'étude des propriétés physico-chimiques du système: eau + bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB) + 2-butoxyéthanol (BE). Ce système s'est avéré très efficace pour abaisser la tension interfaciale et pour solubiliser le benzène. Les propriétés thermodynamiques (principalement les volumes et les capacités calorifiques molaires apparentes) ainsi que les propriétés structurales (taille, forme, charge, composition, et interactions des agrégats), obtenues par diffusion de la lumière et des neutrons, ont été mesurées afin d'élucider la phénoménologie de ce système. La grande solubilité du benzène dans les solutions aqueuses de CTAB + BE peut être reliée à un vaste domaine de concentration ou l'on retrouve des agrégats mixtes évoluant graduellement des micelles de CTAB contenant du BE aux microphases de BE contenant du CTAB. Pour le système eau + CTAB, les capacités calorifiques montrent une transition post-micellaire alors que les volumes ne sont pas affectés. Cette transition est cohérente avec une augmentation du degré d'association des contre-ions (B). Une augmentation de température, l'addition d'un électrolyte (KBr ou KCl), et l'addition de BE, favorisent cette transition. De plus, cette transition précède la croissance rapide des micelles de CTAB sous forme de cylindres. Cette observation nous permet d'expliquer le désaccord entre les valeurs rapportées pour la transition sphère-cylindre des micelles de CTAB. En présence d'un mélange de KBr et de KCl, la croissance rapide des micelles de CTAB dépend essentiellement de la concentration effective de KBr. Cela permet de prédire si les micelles de CTAB seront quasi-sphériques ou cylindriques, lors de l'addition d'un mélange KBr + KCl