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Les milieux
dispersés
Avec de plus fortes concentrations de tensioactifs,
d’autres formes d’organisations apparaissent :
les assemblages cristaux liquides. Ils sont ainsi dénommés
parce qu’ils forment des ensembles anisotropes organisés
selon une périodicité définie par la
géométrie de l’assemblage. Parmi leurs
nombreuses applications, la cosmétologie tire un grand
profit de leurs propriétés structurantes des
interfaces eau/peau et surtout eau/cheveu. Ces agrégats
conditionnent notamment la production de gels structurés
(onguents, fards , crèmes et laits). Ils sont la base
des émulsions par la production de films interfaciaux
stabilisants.
Les assemblages sont détectés par rayons X.
Ils apparaissent comme structures cristallines alors qu’ils
ont la fluidité d’un liquide (Friedel 1922, Luzzati
1968, De Gennes 1974). Un nombre considérable de travaux
a été consacré à la caractérisation
des milieux structurés contenant de l’eau, un
corps gras, un tensioactif et quelquefois un alcool.
Les micro-émulsions
Les micro-émulsions sont des phases
liquides dispersées obtenues en mettant en contact
des quantités de produits lipidiques et d’eau
en présence d’un tensioactif (TA) et d’un
cotensioactif (coTA), généralement un alcool
à faible longueur de chaîne lipophile (par exemple,
le pentanol).
Les micelles constituent le plus petit assemblage d’un
tensioactif dans un liquide (eau le plus souvent ou huile).
C’est un assemblage moléculaire dispersé
dans le liquide, de quelques nanomètres de diamètre,
en équilibre avec les molécules isolées
constitutives de la micelle. Lorsqu‘une huile est mise
au contact de l’eau en présence d’un tensioactif
(5-10%). une dispersion trouble et fugace apparaît
qui se brise plus ou moins rapidement en deux phases, sous
l’action d’une agitation énergique. Chacune
des phases dispersées est constituée de gouttelettes
de taille voisine du micron.
Au contact d’un quatrième constituant appelé "co-tensioactif", en général un alcool
contenant une chaîne carbonée courte de 5 à
8 carbones, la dispersion trouble s’éclaircit,
devient transparente et indéfiniment stable (Schulman
1943). L’oeil ne distingue plus qu’une seule phase
apparente, l‘eau paraît "dissoute" dans
l’huile : il s’agit d’une micro-émulsion
de deux liquides non miscibles. Cette phase dispersée
apparaît au microscope constituée de microgouttelettes
de 1 à 100 microm de diamètre présentant
un rapport surface sur volume maximal et un pouvoir de stockage
bien supérieur à celui des micelles. Déjà,
en 1925. Rodawald. à Saint-Louis dans le Missouri,
avait découvert le moyen de dissoudre une cire de Carnauba
dans l’eau en "cuisinant" cette cire avec
de l’acide oléique, du borax et de l’eau
dont il fit une micro-émulsion utilisée comme
apprêt pour cuir (Bothorel 1985). Dans cette circonstance,
l’acide oléique et son sel se comportent comme
entités tensioactives et certains des alcools de la
cire jouent le rôle de co-tensioactifs.
Très tôt, Winsor (1945) a systématisé
l’apparition de diverses phases et en particulier mis
en relation le rayon de courbure des gouttelettes avec la
capacité de produire les micro-émulsions. Les
risques toxicologiques des micro-émulsions ne sont
pas négligeables du fait de l’usage d’alcools
à fort pouvoir pénétrant tel que le Pentanol.
Les micro-émulsions restent un outil intéressant
pour la cosmétique du fait de leur transparence et
de leur fluidité. Des études, actuellement encore
au stade du laboratoire, permettent d’envisager la préparation
de micro-émulsions à l’aide de tensioactifs
non ioniques en absence d’alcool.
Pierre Le Perchec
Les molécules de la beauté, de l’hygiène et de la protection
CNRS Editions/Nathan
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