Numéro
J. Phys. France
Volume 45, Numéro 2, février 1984
Page(s) 257 - 263
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01984004502025700
J. Phys. France 45, 257-263 (1984)
DOI: 10.1051/jphys:01984004502025700

Effect of salinity on the ultrasonic absorption and flow birefringence of microemulsions

E. Hirsch1, F. Debeauvais2, F. Candau2, J. Lang2 et R. Zana2

1  Laboratoire d'Acoustique Moléculaire, Institut Le Bel, rue Blaise Pascal, 67070 Strasbourg Cedex, France
2  Centre de Recherches sur les Macromolécules, CNRS, 6, rue Boussingault, 67083 Strasbourg Cedex, France


Abstract
The behaviour of microemulsions made of toluene, brine, sodium dodecylsulfate and butanol has been investigated as a function of salinity by means of ultrasonic absorption and flow birefringence techniques. As the salinity is increased in the system, phase transitions from Winsor I → Winsor III and Winsor III → Winsor II occur at S1 = 5.5 and S2 = 8 g NaCl/100 g water respectively. At both S1 and S2 salinities, the flow birefringence exhibits a divergence which demonstrates the existence of a large orientational order in/or between microemulsion droplets. Anomalous absorption effects occur only in the vicinity of S2 for which critical behaviour of the elastic and quasi-elastic light-scattering and percolation of electrical conductivity have been observed. These effects have been attributed to a coupling between the sound waves and the droplet merging-breakdown equilibria. In the range between S1 and S2 both flow birefringence and ultrasonic absorption data suggest a peculiar structure of the middle phase microemulsion.


Résumé
Le comportement de microémulsions constituées de toluène, eau salée (NaCl), dodécylsulfate de sodium et butanol a été étudié en fonction de la salinité. L'augmentation de la salinité se traduit par des transitions de phase de type Winsor I → Winsor III et Winsor III →Winsor II aux salinités S1=5,5 et S2 =8 g NaCl/100 g d'eau respectivement. Aux salinités S1 et S2 on observe une divergence de la biréfringence d'écoulement qui révèle un ordre orientationnel important dans/ou entre les gouttelettes de microémulsions. L'absorption ultrasonore ne montre de variation importante qu'au voisinage de S2, salinité pour laquelle un comportement de type critique a été observé en diffusion élastique et quasi-élastique de la lumière. Cette variation a été attribuée à un couplage entre les ondes ultrasonores et l'équilibre de fusion-fission des gouttelettes. Dans le domaine de salinité compris entre S1 et S2 (systèmes de type Winsor III) les résultats d'absorption ultrasonore et de biréfringence d'écoulement suggèrent une structure particulière de la phase microémulsion.

PACS
8270K - Emulsions and suspensions.

Key words
electrical conductivity of electrolytic liquids -- emulsions -- flow birefringence -- light scattering -- molecular orientation -- phase equilibrium -- ultrasonic absorption