Tensoactivo

Tensoactivo

Capa superficial d'un tensoactivo sobre una superfície d'aigua.

Micela.

Els tensoactivos o tensioactivos (també cridats surfactantes) són substàncies que influïxen per mig de la tensió superficial en la superfície de contacte entre dos fases (p.ej., dos líquits insolubles un en un atre). El terme surfactante és un anglicisme, pres de la paraula surfactant, que a la seua volta és un terme que prové de "Surface active agent" (agent actiu de superfície). Quan s'utilisen en la tecnologia domèstica se'ls denomina emulsionantes; açò és, substàncies que permeten conseguir o mantindre una emulsió. En funció del seu major o menor dispersió en aigua, i el seu major o menor estabilisació de les micelas o coloides, els tensioactivos s'ampren com emulsionantes, humectantes, detergents o solubilisants.

Els tensoactivos també són utilisats en la finalitat de disminuir la cantitat d'impurees dins d'un procés i aixina oferir una major calitat al producte.

Entre els tensoactivos es troben les substàncies sintètiques que s'utilisen regularment en el llavat, entre les que s'inclouen productes com detergents per a llavar la roba, líquits lavavajillas, productes per a eliminar la pols de superfícies, gel de ducha i champús. Varen ser desenrollats en la primera mitat de el XX, i han suplantat àmpliament al sabó tradicional. Hui dia també es produïxen tensoactivos a partir de fonts naturals per extracció, sent alguns àmpliament acceptats en cosmètica natural i biològica (poliglucósidos).

Classificació dels tensoactivos

Segons la seua estructura molecular

Les propietats dels tensoactivos s'obtenen a través de la seua estructura molecular. Els tensoactivos es componen d'una part hidrófoba o hidrófuga i un restant hidrófilo, o soluble en aigua. Es diu que són Molècules anfifílicas.

Tensoactivos	Grup/s hidrófilo/s
Tensioactivo no iònic	–OH (Alcohols múltiples), –O– (Éter) o la combinació –O–CH2–CH2–OH (Ej. Alcohol gras etoxilado)
Tensioactivo aniónico	–COO− (Carboxilato), –SO3− (Sulfonato) o –OSO3− (Sulfat)
Tensioactivo catiónico	R4N+ (Amina cuaternaria)
Tensioactivo anfótero	principalment –COO− (Carboxilato) i R4N+ (Amina cuaternaria)

Al contacte en l'aigua les molècules individuals s'orienten de tal modo que la part hidrofòbica descolla del nivell de l'aigua, encarant-se a l'aire, mentrestant la part hidrofílica es queda sumergida. Un atre fenomen és que les molècules anfifílicas s'alineen de tal manera que les parts hidrofílicas queden d'un costat i les parts hidrófobicas de l'atre costat, per lo que escomencen a formar bombetes,les parts hidrófobas queden en el centre, i els restants solubles en aigua queden llavors en la perifèria dissolts en l'aigua. Estes estructures es denominen micelas.

La classificació es fonamenta en el poder de dissociació del tensoactivo en presència d'un electrolito i de les seues propietats fisicoquímica. Poden ser: iònics o no-iònics; i dins dels iònics segons la càrrega que posseïxca la part que presenta l'activitat de superfície seran: aniónicos, catiónicos i anfóteros.

Els iònics, en forta afinitat per l'aigua, motivada per la seua atracció electrostàtica cap als dipols de l'aigua, poden arrastrar en si a les solucions de cadenes d'hidrocarburs, per eixemple l'àcit pálmico, pràcticament no ionisable és insoluble, mentres que el palmitato sòdic és soluble completament ionizado.

Diferents classes de tensioactivos segons la seua naturalea iònica

Tensoactivos aniónicos

Artícul principal → Tensioactivo aniónico.

Entre tots els tensioactivos o surfactantes, els aniónicos són els que més es produïxen a escala industrial sobre volum. Sobre relació efectivitat/preu són els millors en general.

Per definició, la part hidrofílica de la molècula del tensioactivo posseïx una càrrega negativa. Esta sol tractar-se d'un grup carboxilato, sulfat, sulfonato o fosfat.

Tensoactivos catiónicos

Artícul principal → Tensioactivo catiónico.

Per definició, la part hidrofílica d'estos tensioactivos posseïx una càrrega positiva. Estos tensoactivos solen tindre una alta adherencia en diferents substrats i una alta "persistència" en eixe adheriment. Un fet experimental que caracterisa a estos composts és que canvia les propietats superficials i convertix una superfície hidrofílica en hidrofòbica i viceversa.

Les amina de cadena llarga i les seues sals, tant amina cuaternarias com imidazolinas, tenen propietats bactericides i poden matar diferents microorganismes o a lo manco retardar el seu creiximent.

Tensoactivos no iònics

Artícul principal → Tensioactivo no iònic.

Per definició, els tensioactivos no iònics són tensioactivos que no contenen grups funcionals disociables (ionisables) i, per lo tant, no es disocian en l'aigua en ions. Com tot tensioactivo, es compon d'una part no-polar i una part polar. Com una part no polar és principalment una cadena alifática (d'entre C12-C18), encara que hi ha tensioactivos no iònics no alifáticos. Els grups polars solen ser un grup alcohol o éter.

Tensoactivos anfóteros

Artícul principal → Tensioactivo anfótero.

Per definició, són tensoactivos que posseïxen tant un grup catiónico com un grup aniónico. L'us del terme anfótero ho fa més restrictiu: La càrrega de la molècula deu canviar en el pH, mostrant una estructura zwitteriónica a un pH en el qual la molècula no posseïxca càrrega, siga neutra (punt isoeléctrico).

Segons el seu balanç hidrófilo-lipofílico

Artícul principal → Equilibri hidrófilo-lipofílico.

El balanç o equilibri hidrófilo-lipofílico (HLB) d'un tensioactivo és una mida del grau en el que és hidrófilo o lipófilo, determinat per mig del càlcul dels valors per a les diferents regions de la molècula, com descriu Griffin en 1949 i 1954. S'han sugerit atres método, en particular en 1957 per Davies.

Griffin va idear una escala arbitrària de valors per a classificar als tensioactivos entre lipófilos, en valors de HLB baixos (d'1-8), i hidrófilos, en valors de HLB alts (9-18). Dins d'estos grups es troben atres subgrups per les seues propietats físic-químiques:

Tots els tensioactivos tenen propietats humectantes, dispersantes, defloculantes, detergents, emulsificantes, suspensores i solubilisants en algun grau, pero, en general, domina una d'elles sobre les demés, la qual cosa restringix l'us de cada tensioactivo per a una determinada aplicació.

Solubilisants

Un solubilisant és un compost anfifílico que permet preparar dissolució acuosas, de concentració un tant elevada, de substàncies inmiscibles o parcialment miscibles en l'aigua.

Quan un tensoactivo es dissol o dispersa en aigua, aquell queda absorbit en la superfície d'esta. Pero si la concentració d'est és elevada, existirà un excés d'este que no pot ser absorbit en la superfície del líquit i que formarà micelas. La solubilización pot ocórrer en un sistema que consta d'un dissolvent, un coloide d'associació (per eixemple, un coloide que forma micela), i a lo manco un atre component cridat solubilizador o solubilisant:

Detergents

Els detergents són tensoactivos que s'ampren per a separar la brutea de qualsevol tipo de superfície.

Sabons

Els sabons es consideren de dos tipos: de tocador i de llavar. Els sabons de tocador més suaus duen glicerina que és el que els dona la suavitat, pero solen realisar-se en álcalis. Els sabons poden dur colorants, grasses o olis, perfums i antisépticos. Els sabons durs es realisen en moixa o sals de sodi, mentres que els blans en potasa o sales de potassi. No obstant la durea depén de la cantitat d'aigua que es deixe al producte final i del tipo de grassa empleada en la saponificación.

Una molècula de sabó té un extrem polar o iònic, mentres que el restant de la molècula és no polar; la cadena hidrocarbonada de dotze a díhuit àtoms de carbono. El grup polar tendix a fer el sabó soluble en aigua (hidrófilo) mentres que la porció no polar (hidrocarbur) tendix a fer-ho soluble en greixos (hidrófobo o lipófilo).

Les substàncies que disminuïxen la tensió superficial d'un líquit o l'acció entre dos líquits, es coneix com a agents tensoactivos. Els tensoactivos també poden usar-se per a formular un «sabó» encara que no es produïxquen per saponificación. Les formulació líquides per a la ducha a partir de tensoactivos presenten, sobre els sabons sòlits, algunes ventages: - Són més higièniques per l'acondicionament. - La seua utilisació és més simple. - Deixen la pell més suau i menys tirant despuix de l'aplicació i l'aclarit.

Detergents sintètics i naturals

La llimitació dels sabons com a agents de neteja ha donat impuls a l'indústria de detergents o sabons tensoactivos. Actualment es fabriquen numerosos tensoactivos sintètics i d'orige natural que són utilisats en l'indústria cosmètica.

Encara que estos composts varien considerablement en la seua estructura química, les molècules de tots ells es caracterisen per tindre una cadena hidrocarbonada no polar, soluble en greixos, i un extrem polar, soluble en aigua. És dir, són ambifílicos.

Estructuralment els detergents són de dos tipos:

1. Sales sòdiques dels sulfat de llogue, derivats dels alcohols de cadena llarga.
2. Sales sòdiques dels àcits alquilbencenosulfónicos de cadena llineal, els sulfonatos de alquilbenceno llineal o "LAS" (Linear Alkylbenzene Sulfonates).

Segons la càrrega de la molècula es poden classificar en:

• tensioactivos aniónicos: Contenen càrrega negativa en solució acuosa.

• tensioactivos catiónicos: Contenen càrrega positiva en solució acuosa.

• tensioactivos no iònics: No es disocian en l'aigua, per lo que carixen de càrrega i a penes alteren la funció barrera cutànea.

• tensioactivos anfóteros: Depenent del pH es comporten com aniónicos o catiónicos. Tenen capacitat per a formar un ion tensioactivo en càrregues tant negatives com a positives, segons el pH. En pH àcit es comporten com catiónicos. En pH bàsic, com aniónicos.

Els detergents actuen en la mateixa forma que els sabons pero tenen certes ventages sobre estos; són eficients en aigües dures, perque els alquilsulfatos i els alquilsulfonatos de calcio i de magnesi són solubles en aigua. Ademés, per ser sales d'àcit i de bases fortes produïxen solucions neutres, mentres que els sabons que són sales de àcit dèbils en bases fortes produïxen solucions llaugerament alcalinas.

Emulsionantes

Un emulsionante, emulgente o emulsificante és un tensoactivo que permet l'emulsió d'un oli en una dissolució acuosa (emulsionante o/w) o d'aigua en una dissolució orgànica (emulsionante w/o). Per la capacitat anfifílica d'estos tensioactivos, que els seus HLB estan propencs a la part central de l'escala, són capaces de mesclar dos fases inmiscibles formant emulsions estables.

Humectantes

Un humectante és un tensioactivo en un HLB mig (se situa en la part central de l'escala). Quan es dissol en aigua, fa disminuir l'àngul de contacte, mullant o humectando major proporció de superfície.

Usos en droguería i cosmètica

Els tensioactivos aniónicos són els ingredients principals en els productes d'acció desengrasante: champús, sabó de mans, gel de ducha, detergent llavadora, detergent lavavajillas, etc.

Els tensioactivos catiónicos se solen utilisar com a acondicionadors: mascarilla capilar, suavisant textil, etc.

Aplicació en champú

En la fòrmula d'un champú s'utilisen dos tipos de tensoactivos (o surfactantes):

• Tensoactivo primari: és l'agent de neteja més forta i més econòmic de la fòrmula. Forma part del 6 al 15% dins de la mateixa.
• Tensoactivo secundari: funcionen com a complement dels tensoactivos primaris. Aporten característiques com viscosidad, bromera i suavitat en la formulació.