Instabilité des émulsions

Un shéma extrait d'un manuel de cosmétologie pour le CAP d'esthétique...

Esthétique Cosmétique CAP, BP/Bac Pro -Par Marie-Claude Martini,Gérard Peyrefitte,Jérôme Camponovo

Quelques explications..

• La coalescence : Fusion de 2 micelles qui se répète et conduit à la rupture définitive de l'émulsion par séparation des phases. (phénomène irréversible)

• Le crémage et la sédimentation : Phénomène dû à la pesanteur, rassemblement des micelles à la surface ou au fond selon que le liquide dispersé est plus lourd ou moins lourd que le liquide dispersant, rassemblement qui conduit à séparer l'émulsion initiale en deux émulsions dont l’une est nettement plus riche que l’autre en particules dispersées appelée condensat.Plus les particules sont grosses et plus la sédimentation est rapide.& (phénomène réversible)

• La floculation : Les micelles se rapprochent en paquet, phénomène souvent précurseur de la sédimentation ou du crémage, dû à l'adhésivité des gouttelettes. (phénomène réversible)

• L'inversion de phase : En rajoutant trop d'huile dans l'eau, on obtient non plus des micelles d'huile dans l'eau, mais des micelles d'eau dans l'huile.(phénomène irréversible)

Ne figure pas sur ce schéma un autre phénomène, le mûrissement d'Oswald (phénomène irréversible) :

À l’issue de l’émulsification, la population de micelles n’est pas homogène en taille, on observe un flux de matière des petites vers les grosses gouttes, au travers de la phase continue. Les petites gouttes se vident au profit des plus grosses, la granulométrie se modifie, les micelles faible taille disparaissent. e phénomène n'est en général pas gênant.

Il peut également se produire lorsqu'on mélange 2 émulsions différentes. On parle alors de mûrissement compositionnel, le résultat final étant une identité de composition de tous les micelles.

Quels sont les facteurs influençant la stabilité des émulsions ?

• Le choix de l'émulsifiant
• La quantité d'émulsifiant. Ni trop, ni trop peu, il y a une concentration optimale.
• La nature des phases, le choix des différents composants
• Le rapport volumique des phases. & Le contrôle de la nature de l’émulsion et de sa stabilité devient plus difficile lorsque la fraction volumique de phase dispersée excède 70 %. On peut provoquer l’inversion d’une émulsion initialement eau dans l’huile en augmentant la quantité d’eau, sans rien changer au niveau des ingrédients utilisés. On parle alors d’inversion catastrophique.
• Le mode opératoire, ce qui inclut le matériel utilisé (outil cisaillant, pâles, sens et vitesse d'introduction des composants, etc.)
• La température. & Les tensioactifs non ioniques éthoxylés sont particulièrement sensibles à la température . Cette sensibilité se traduit en solution aqueuse par l’existence d’une température au-dessus de laquelle il y a précipitation du tensioactif, devenu insoluble (températurede trouble (cloud point)). Les interactions pôle hydrophile - phase aqueuse, qui déterminent l’hydrophilie du tensioactif, varient en sens inverse de la température : elles diminuent lorsque la température augmente. Une émulsion de ce type initialement H/E peut ainsi être inversée à haute température et devenir de type E/H.
• Le pH
• L'ionisation donc la concentration en sels.

Comment éviter les problèmes de déstabilisation ?

• En jouant sur la rhéologie=viscosité de l'émulsion (utilisation d'un gélifiant).
• Par répulsion stérique, c'est à dire en dotant les gouttelettes d'une couronne de polymère ampiphile, ou de cristaux liquides et c'est là que ça devient intéressant pour nous, de particules solides (talc, nacre micronisée...).
• En jouant sur la répulsion électrostatique en utilisant un tensio-actif ionique.
• En contrôlant l'élasticité, là c'est compliqué pour nous, c'est lié au choix du tensio-actif.
• & Rechercher la valeur HLB optimale pour différents types chimiques . Il n’existe malheureusement pas de règles claires (publiées) pour s’orienter dans le choix des types chimiques. C’est affaire d’expérience. J'aime bien...La science des émulsions garde une part de poésie qui nous laisse notre place à nous, amateurs...

Les différents points abordés le sont de manière inégale, si j'ai le courage, je reviendrais améliorer les choses...Surtout en ce qui concerne le pH.
J'ai essayé d'être compréhensible par tous, mais c'est bien difficile sur ce sujet...