Dynamical Properties of Wormlike Micelles: A Light Scattering Study

(Received 18 January 1995, accepted 13 March 1995)

Abstract
Static and Dynamic Light Scattering experiments were carried out on aqueous micellar solutions of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) in the presence of potassium bromide (KBr) as a function of surfactant volume fraction, temperature and salt content. This study confirms strikingly the analogy between the behaviour in semi-dilute regime of elongated micellar systems and polymer solutions. In particular, the time autocorrelation function of the scattered field is found to be bimodal. The results concerning the slow relaxation process can be accounted for by the theoretical models describing the coupling of concentration fluctuations to viscoelasticity. In particular the behaviour of the slow viscoelastic time as a function of temperature, salt content and surfactant concentration parallels that of the terminal time of the stress relaxation measured by a conventional rheological apparatus.

Résumé
Des expériences de diffusion statique et dynamique de la lumière ont été réalisées sur des solutions aqueuses micellaires de bromure d'hexadecyltrimethylammonium (CTAB) en présence de bromure de potassium (KBr) en fonction de la fraction volumique de tensio-actif, de la température et de la teneur en sel. Cette étude confirme l'analogie entre le comportement en régime semi-dilué de systèmes de micelles géantes et des polymères en solution. En particulier, la fonction d'autocorrélation temporelle du champ électrique diffusé est bimodale. Les résultats relatifs au processus lent de relaxation peuvent être comparés aux prédictions de modèles théoriques décrivant le couplage entre les fluctuations de concentration et la viscoélasticité. En particulier le temps caractéristique de la relaxation lente viscoélastique varie avec la température, la teneur en sel et la concentration en tensio-actif de la même manière que le temps terminal de la relaxation de contrainte mesuré par des expériences classiques de rhéologie.