Un guide facile pour comprendre les surfactants
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Qu’est-ce qu’un surfactant ?
Les tensioactifs sont un composant principal des détergents de nettoyage. Le mot tensioactif signifie agent tensioactif. Comme son nom l’indique, les tensioactifs suscitent une activité sur la surface que vous nettoyez pour aider à piéger la saleté et à l’éliminer de la surface.
Les tensioactifs ont une queue hydrophobe (qui déteste l’eau) et une tête hydrophile (qui aime l’eau). La queue hydrophobe de chaque tensioactif entoure les salissures. La tête hydrophile est entourée d’eau.
Comment fonctionnent les tensioactifs ?
Lorsqu’une quantité suffisante de molécules tensioactives est présente dans une solution, elles se combinent entre elles pour former des structures appelées micelles. Lorsque la micelle se forme, les têtes des tensioactifs se positionnent de manière à être exposées à l’eau, tandis que les queues sont regroupées au centre de la structure, protégées de l’eau.
Les micelles fonctionnent comme une unité pour éliminer les salissures. Les queues hydrophobes sont attirées par les salissures et les entourent, tandis que les têtes hydrophiles tirent les salissures entourées de la surface et dans la solution de nettoyage. Puis les micelles se reforment avec les queues qui suspendent les salissures au centre de la structure.
Types de tensioactifs
La tête hydrophile de chaque tensioactif est chargée électriquement. Cette charge peut être négative, positive ou neutre. Selon la charge de la tête hydrophile, le tensioactif est classé comme anionique, non ionique, cationique ou amphotère.
Tensioactifs anioniques
Les tensioactifs anioniques ont une charge négative sur leur extrémité hydrophile. Cette charge négative aide les molécules tensioactives à soulever et à mettre en suspension les sols dans des micelles. Parce qu’ils sont capables d’attaquer un large éventail de salissures, les tensioactifs anioniques sont fréquemment utilisés dans les savons et les détergents. Les agents de surface anioniques créent beaucoup de mousse lorsqu’ils sont mélangés. Si les tensioactifs anioniques sont excellents pour soulever et mettre en suspension les salissures particulaires, ils ne sont pas aussi bons pour émulsionner les salissures huileuses.
Les sulfates, les sulfonates et les gluconates sont des exemples de tensioactifs anioniques.
Tensioactifs non ioniques
Les tensioactifs non ioniques sont neutres, ils n’ont pas de charge sur leur extrémité hydrophile. Les tensioactifs non ioniques sont très bons pour émulsifier les huiles et sont meilleurs que les tensioactifs anioniques pour éliminer les salissures organiques. Les deux sont fréquemment utilisés ensemble pour créer des nettoyants multi-usages à double action qui peuvent non seulement soulever et mettre en suspension les salissures particulaires, mais aussi émulsionner les salissures huileuses.
Certains tensioactifs non ioniques peuvent être non moussants ou peu moussants. Cela en fait un bon choix comme ingrédient dans les détergents peu moussants.
Les tensioactifs non ioniques ont une propriété unique appelée point de trouble. Le point de trouble est la température à laquelle le tensioactif non ionique commence à se séparer de la solution de nettoyage, appelée séparation de phase. Lorsque cela se produit, la solution de nettoyage devient trouble. Cette température est considérée comme la température de détergence optimale. Pour les nettoyants peu moussants, la détergence optimale se situe au point de trouble ; pour les nettoyants moussants, la détergence optimale se situe soit juste en dessous du point de trouble, soit au début du point de trouble. L’agitation des nettoyants peu moussants est suffisante pour empêcher la séparation des phases.
La température du point de trouble dépend du rapport entre les parties hydrophobes et hydrophiles de l’agent de surface non ionique. Certains points de trouble sont à température ambiante tandis que d’autres sont très élevés. Certains tensioactifs non ioniques n’ont pas de point de trouble parce qu’ils ont un rapport très élevé entre les parties hydrophiles et hydrophobes.
Des exemples de certains tensioactifs non ioniques courants comprennent les éthoxylates, les alcoxylates et les cocamides.
Tensioactifs cationiques
Les tensioactifs cationiques ont une charge positive sur leur extrémité hydrophile. Cette charge positive les rend utiles dans les produits antistatiques, comme les adoucisseurs de tissus. Les agents de surface cationiques peuvent également servir d’agents antimicrobiens, ils sont donc souvent utilisés dans les désinfectants.
Les agents de surface cationiques ne peuvent pas être utilisés avec des agents de surface anioniques. Si des tensioactifs cationiques chargés positivement sont mélangés à des tensioactifs anioniques chargés négativement, ils tomberont de la solution et ne seront plus efficaces. En revanche, les tensioactifs cationiques et non ioniques sont compatibles.
Les chlorures d’alkylammonium sont des exemples de certains tensioactifs cationiques courants.
Tensioactifs amphotères
Les tensioactifs amphotères ont une double charge sur leur extrémité hydrophile, à la fois positive et négative. Les doubles charges s’annulent mutuellement, créant une charge nette de zéro, qualifiée de zwitterionique. Le pH d’une solution donnée détermine la réaction des agents de surface amphotères. Dans les solutions acides, les agents de surface amphotères se chargent positivement et se comportent comme des agents de surface cationiques. Dans les solutions alcalines, ils développent une charge négative, similaire à celle des tensioactifs anioniques.
Les tensioactifs amphotères sont souvent utilisés dans les produits de soins personnels tels que les shampooings et les cosmétiques. Des exemples de certains tensioactifs amphotères fréquemment utilisés sont les bétaïnes et les oxydes aminés.
Comment les tensioactifs sont utilisés dans les nettoyants
Les tensioactifs sont un ingrédient clé des produits de nettoyage. Une chose qui différencie les produits de nettoyage est la façon dont ils sont fabriqués. Les nettoyants fabriqués à partir d’un seul produit chimique, ciblant un type de sol spécifique, sont appelés nettoyants de base. Les nettoyants qui sont des mélanges de divers ingrédients chimiques conçus pour fonctionner ensemble afin d’éliminer divers types de salissures sont appelés nettoyants formulés.
Les nettoyants formulés contiennent généralement quatre éléments de base : des surfactants, des hydrotropes, des adjuvants et des supports. Les hydrotropes sont des produits chimiques qui maintiennent la stabilité des tensioactifs et des adjuvants, par ailleurs incompatibles, dans une solution. Le support est soit de l’eau, soit un solvant. Ces éléments travaillent ensemble pour créer des actions mécaniques permettant d’éliminer les salissures. Le résultat final est un produit capable de s’attaquer aux salissures sur les surfaces grâce à divers mécanismes de nettoyage, notamment l’émulsification, le soulèvement, la dispersion, la séquestration, la mise en suspension et la décomposition des salissures de différents types. Le type de tensioactifs utilisés dans un produit de nettoyage détermine en grande partie les salissures qu’ils seront le mieux à même d’éliminer.
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