GELS

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Gel modèle à l'équilibre de gonflement

Gel modèle à l'équilibre de gonflement
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Transition sol-gel

Transition sol-gel
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Formation selon la théorie de champ moyen

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Formation d'un gel

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Transition sol-gel

Jusqu'alors les propriétés physiques des gels ont été considérées, la formation de ces gels va être maintenant décrite. Prenons comme exemple la formation de la gélatine : les molécules de collagène (2 p. 100) sont mises en solution dans l'eau à haute température (50 0C). Par refroidissement (20 0C), les chaînes de collagènes forment des points de réticulation entre elles. Il y a d'abord formation de structures connexes (amas), de forme et de taille très variables, qui constituent la phase sol. Lors de ce processus, la taille des plus grands amas augmente ainsi que la viscosité de la préparation. Au point de gélification apparaît un amas dont la taille est comparable à celle du récipient où se fait la gélification. Au-dessus du point de gélification, le système est composé de deux phases : la phase sol et la phase gel. Cette dernière est un réseau de structure très lâche où la plupart des molécules de collagène appartenant au réseau sont pendantes. Au cours du processus, le réseau devient de plus en plus serré et le nombre de chaînes pendantes diminue. Ce système est un milieu élastique.

On appelle transition sol-gel le changement d'état d'un système qui passe d'une phase unique, le sol, à une biphase sol-gel. Les caractéristiques de cette transition ne dépendent pas du type de gel considéré. Très généralement, on caractérise l'état du processus de gélification par son degré d'avancement p, où p varie entre zéro et un entre le début et la fin du processus. Au point de gélification, la valeur du degré d'avancement est pc. Dans le bain de réaction, les modifications des propriétés mécaniques lors de cette transition sont spectaculaires. En effet, pour 0 < p < pc, le bain de réaction est un liquide dont la viscosité η croît et diverge à pc. Pour l ≥ p > pc, c'est un corps élastique dont le module de cisaillement μ croît. On admet que la viscosité η et le module de cisaillement μ varient comme des lois de puissance en fonction de l'écart au point de gélification (Δp) = |p − pc| :

Dans ces équations, η0 et μ0 sont d [...]

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Écrit par :

  • : ingénieur au Commissariat à l'énergie atomique, Gif-sur-Yvette
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Pour citer l’article

Michel DELSANTI, Mireille ADAM, « GELS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/gels/