Rheological behaviour of wormlike micelles : effect of salt content

Abstract
We study the effect of salt content on the rheological properties of wormlike micelles formed from hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) in presence of potassium bromide (KBr) and of cetylpyridinium chlorate (CPClO₃) in presence of sodium chlorate (ClO₃Na). Upon increasing the salt concentration, at fixed surfactant concentration, we observe for both systems a maximum of the zero-shear viscosity η₀. For salt concentrations less than that corresponding to the maximum of [MATH], the variation of η₀ with the surfactant concentration C can be described by a reptation model. Beyond the maximum, the scaling laws obtained for η₀(C) are characterized by values of the exponent much smaller than those predicted by the existing theoretical models. The results are qualitatively interpreted by a description based on a structural evolution upon increasing salt content from a system of entangled linear micelles to a multiconnected network. Measurements of the plateau modulus of CTAB solutions, as a function of KBr, give results supporting the above hypothesis.

Résumé
Nous présentons une étude de l'influence de la teneur en sel sur les propriétés rhéologiques de solutions de micelles cylindriques formées à partir de bromure d'hexadecyltrimethylammonium (CTAB) en présence de bromure de potassium (KBr) et de chlorate de cetylpyridinium (CPClO₃) en présence de chlorate de sodium (ClO₃Na). Lorsqu'on fait varier la concentration en sel, à concentration en tensioactif constante, on observe pour les deux systèmes un maximum de la viscosité à gradient nul η₀. Pour des concentrations en sel inférieures à celle correspondant au maximum de [MATH] la variation de η₀ avec la concentration en tensioactif C peut être décrite par un modèle de reptation. Au-delà du maximum les lois d'échelles obtenues pour η₀(C) sont caractérisées par des valeurs de l'exposant beaucoup plus faibles que celles prédites par les modèles théoriques existants. Les résultats sont interprétés qualitativement à partir d'une description fondée sur l'évolution de la structure micellaire lorsqu'on augmente la teneur en sel, d'un système de micelles linéaires enchevêtrées vers un réseau interconnecté. Les mesures du plateau du module de cisaillement en fonction de la concentration en KBr pour des solutions de CTAB donnent des résultats étayant cette hypothèse.