Il existe de nombreux types de tensioactifs. Classés par ordre de rendement, les tensioactifs anioniques représentent 56 %, les tensioactifs non ioniques 36 %, les tensioactifs amphotères 5 % et les tensioactifs cationiques 3 %.
2. Tensioactifs anioniques
2.1 Tensioactifs anioniques de type sulfonate
Parmi les types courants de ces tensioactifs, on trouve le sulfonate d'alkylbenzène linéaire de sodium et le sulfonate d'alpha-oléfine de sodium.
Le sulfonate d'alkylbenzène linéaire de sodium, également connu sous les noms de LAS ou ABS, se présente sous forme de poudre ou de flocons blancs ou jaune pâle, solubles dans l'eau. Sa solubilité dans l'eau est faible à basse température (inférieure à 3 à température ambiante), mais il présente une excellente solubilité dans les systèmes tensioactifs composés. Il est stable en milieu alcalin, en milieu acide dilué et en eau dure, avec une température de décomposition de 240 °C. Son indice d'irritation pour une solution à 10 % est de 5,0, son taux de dégradation microbienne se situe entre 80 et 90 %, et sa DL50 est comprise entre 1 300 et 2 500 mg/kg.
Le sulfonate d'alpha-oléfine de sodium est abrégé en AOS. Lorsque sa teneur en substance active est comprise entre 38 % et 40 %, il se présente sous forme d'un liquide jaune transparent et est très soluble dans l'eau. Il conserve une excellente stabilité sur une large gamme de pH ; après trois jours de conservation à 30 °C à des pH de 2, 4 et 10, son taux d'hydrolyse reste nul. Il provoque une légère irritation cutanée, présente un taux de dégradation microbienne de 100 % et une DL50 comprise entre 1 300 et 2 400 mg/kg.
En général, le LAS est rarement utilisé dans les shampoings et les gels douche, et se retrouve principalement dans les lessives liquides et les liquides vaisselle. Dans les liquides vaisselle, le LAS peut représenter environ la moitié des tensioactifs totaux, tandis que sa proportion dans les lessives liquides est facilement ajustable.
Le LAS présente une solubilité dans l'eau favorable principalement à des températures relativement élevées, comme 60 °C, et lorsqu'il est associé à certains autres tensioactifs. Un système ternaire typique, « LAS-AES-FFA », est largement utilisé dans les liquides vaisselle, et le système « LAS-savon de base-η·SAA » est couramment employé dans les lessives liquides. Il est à noter que l'association directe du LAS avec un tensioactif non ionique de type alkylolamide ne permet généralement pas d'obtenir les résultats escomptés ; le système « LAS-FFA » est instable, de faible viscosité et présente un aspect blanc laiteux.
Le LAS se classe premier en termes de production, avec un volume annuel de 290 kilotonnes, et est le tensioactif synthétique le plus économique. Il affiche le prix le plus bas parmi les cinq tensioactifs synthétiques à haut rendement, et son prix est comparable à celui des bases de savon (savons à base d'acides gras) parmi les tensioactifs anioniques classiques. Le LAS se distingue par son excellente stabilité, son fort pouvoir détergent et son faible coût, tandis que son principal inconvénient réside dans son pouvoir irritant relativement élevé.
Parmi tous les tensioactifs sulfonates, l'AOS offre les performances globales optimales. Il hérite des avantages des sulfonates classiques et les améliore tout en évitant leurs inconvénients inhérents. Tensioactif primaire majeur, l'AOS est largement utilisé dans les shampoings et gels douche, et son utilisation dans d'autres détergents liquides se développera progressivement grâce à la relocalisation de la production et à la baisse de prix qui en découlera.
L'AOS présente des avantages exceptionnels, notamment une stabilité supérieure, une excellente solubilité dans l'eau, une bonne compatibilité, une faible irritation et une biodégradabilité microbienne idéale. Son principal inconvénient est son prix relativement élevé parmi les tensioactifs anioniques.
2.2 Sulfates tensioactifs anioniques
Les types courants de ces tensioactifs comprennent le sulfate de polyoxyéthylène éther d'alcool gras de sodium et le dodécylsulfate de sodium.
L'éther sulfate de polyoxyéthylène d'alcool gras sodique, également connu sous le nom d'AES ou d'éther sulfate d'alcool, est facilement soluble dans l'eau. À une concentration de 70 %, il se présente sous la forme d'un liquide translucide visqueux jaune pâle, et sa stabilité est inférieure à celle des sulfonates classiques. Il subit une hydrolyse rapide à un pH inférieur à 4, tout en présentant une excellente stabilité à l'hydrolyse en milieu alcalin. Après trois jours de conservation à 30 °C à pH 2, pH 4 et pH 10, ses taux d'hydrolyse sont respectivement de 100 %, 50 % et 0 %. Il présente une faible irritation (indice d'irritation de 2,3 pour sa solution aqueuse à 10 %), un taux de biodégradation supérieur à 90 % et une DL50 de 1 800 mg/kg.
Le dodécylsulfate de sodium, également appelé AS, K12, cocoalkylsulfate de sodium, laurylsulfate de sodium ou agent moussant, est soluble dans l'eau avec un coefficient de solubilité d'environ 15 à 25 °C, inférieur à celui de l'AES. Il est insensible aux alcalis et à l'eau dure, mais sa stabilité en milieu acide est moindre que celle des sulfonates courants et proche de celle de l'AES. La température de chauffage prolongée ne doit pas dépasser 95 °C. Il présente une irritation modérée parmi les tensioactifs ; sa solution à 10 % a un indice d'irritation de 3,3, supérieur à celui de l'AES et inférieur à celui du LAS, avec une DL50 de 1 300 mg/kg.
L'AES est largement utilisé dans les shampoings, gels douche, liquides vaisselle et lessives liquides. En pratique, le pH doit être aussi neutre ou légèrement alcalin que possible, dans le respect des normes de qualité en vigueur. Lorsque l'AES doit être utilisé en milieu acide, comme dans les shampoings, on utilise généralement sa forme de sel d'éthanolamine. L'AES présente une meilleure solubilité dans l'eau que l'AS et peut être formulé en solutions aqueuses transparentes en toutes proportions à température ambiante. Comparé au LAS, l'AES bénéficie d'une plus grande polyvalence d'utilisation dans les détergents liquides et d'une compatibilité supérieure, pouvant être associé à de nombreux tensioactifs en combinaisons binaires ou multiples pour former des solutions aqueuses transparentes. Parmi les tensioactifs synthétiques, l'AES se classe troisième en termes de production, à un prix inférieur à celui de l'AS ; le prix de l'AES à 70 % était de 8 500 yuans la tonne en 2002. Ses principaux avantages sont sa faible irritation, sa bonne solubilité dans l'eau, son excellente compatibilité et son efficacité remarquable pour prévenir le dessèchement et la rugosité de la peau. Son principal inconvénient réside dans sa faible stabilité en milieu acide, ce qui exige que le pH soit maintenu bien au-dessus de 4, et son pouvoir détergent est plus faible que celui du LAS et de l'AS.
Lors de l'utilisation de l'AS dans les détergents liquides, le pH doit être contrôlé afin d'éviter une acidité excessive. Ses sels d'éthanolamine ou d'ammonium sont nécessaires pour son utilisation dans les shampoings et les gels douche. L'utilisation de ses sels d'éthanolamine permet non seulement d'améliorer sa stabilité en milieu acide, mais aussi de réduire l'irritation. L'indice d'irritation d'une solution à 10 % de sel de triéthanolamine est de 3,0. L'AS est rarement utilisé dans les liquides vaisselle et rarement comme tensioactif principal à faible dosage dans les formules, principalement parce qu'il est défavorable à la réduction des coûts de production et que ces produits n'ont que peu d'exigences en matière de pouvoir moussant. Classé cinquième parmi les tensioactifs synthétiques les plus produits, l'AS est relativement cher ; sa forme en poudre coûtait 15 000 yuans la tonne en 2002. Outre son excellent pouvoir moussant et son fort pouvoir détergent, l'AS est inférieur à l'AES dans la plupart des performances, notamment une stabilité en milieu acide légèrement inférieure et une irritation relativement plus élevée (seul le LAS l'emporte). Il est également le tensioactif anionique conventionnel le plus cher.
Les principaux types de tensioactifs non ioniques comprennent les alkylolamides (FFA), les éthers polyoxyéthyléniques d'alcools gras (AE) et les éthers polyoxyéthyléniques d'alkylphénols (APE ou OP). Ces tensioactifs possèdent d'excellentes propriétés telles que la solubilisation, le pouvoir détergent, des propriétés antistatiques, une faible irritation et une capacité de dispersion du savon de chaux. Leur plage de pH d'utilisation est plus étendue que celle des tensioactifs ioniques classiques, et ils sont supérieurs aux tensioactifs anioniques ordinaires pour la plupart de leurs propriétés, à l'exception du pouvoir détergent et du pouvoir moussant. Des expériences ont démontré que l'ajout d'une faible quantité de tensioactifs non ioniques à des systèmes de tensioactifs ioniques peut améliorer l'activité de surface globale, à concentration de substance active égale.
Les alkylolamides sont des tensioactifs non ioniques performants, largement utilisés et fréquemment employés, notamment dans divers détergents liquides. Les spécifications les plus courantes sont les alkylolamides 2:1 et 1,5:1, mais l'alkylolamide 1:1 est également disponible. Ces trois spécifications diffèrent considérablement par leur solubilité dans l'eau et leur pouvoir épaississant. De manière générale, l'alkylolamide 1,5:1 présente des performances globales modérées et est largement utilisé dans les liquides vaisselle. L'alkylolamide 1:1, quant à lui, se dissout facilement uniquement lorsqu'il est associé à d'autres tensioactifs hydrosolubles. Les alkylolamides sont particulièrement adaptés aux détergents alcalins et peuvent également être utilisés dans les détergents faiblement acides.
Parmi tous les tensioactifs non ioniques, les alkylolamides sont les plus économiques, avec un prix de 7 800 yuans la tonne en 2002. Ils sont plus fréquemment utilisés dans les détergents liquides que les éthers polyoxyéthyléniques d'alcool gras et constituent également les principaux tensioactifs non ioniques employés dans les shampooings. Les principales raisons sont les suivantes : les alkylolamides possèdent des propriétés plus complètes et supérieures à celles des éthers polyoxyéthyléniques ; ils sont moins chers ; ils présentent une meilleure solubilité ; et leur pouvoir moussant est plus important.
Les tensioactifs amphotères sont des tensioactifs qui possèdent à la fois des groupements hydrophiles anioniques et cationiques. Par conséquent, ils présentent des propriétés cationiques en milieu acide, des propriétés anioniques en milieu alcalin et des propriétés similaires à celles des tensioactifs non ioniques en milieu neutre.
Les tensioactifs amphotères sont facilement solubles dans l'eau, les solutions acides et alcalines concentrées, et même les solutions salines inorganiques concentrées. Ils présentent une excellente résistance à l'eau dure, une faible irritation cutanée, un pouvoir adoucissant pour les textiles, des propriétés antistatiques remarquables et un bon effet bactéricide, et sont compatibles avec différents types de tensioactifs.
Ces produits peuvent être utilisés dans une large gamme de pH. Compte tenu de leur état ionique en différents milieux acido-basiques, leurs performances sont meilleures en milieu acide et neutre qu'en milieu alcalin. De manière générale, les tensioactifs amphotères sont plus coûteux que les tensioactifs non ioniques.
Parmi les tensioactifs amphotères les plus courants, on trouve la dodécyldiméthylbétaïne et l'imidazoline de type carboxylate. Comparés aux tensioactifs anioniques, les tensioactifs non ioniques présentent des propriétés plus complètes et moins d'inconvénients, leur pouvoir détergent et moussant étant toutefois inférieur. Les tensioactifs amphotères sont supérieurs aux tensioactifs non ioniques pour certaines propriétés et comparables pour d'autres.
Les tensioactifs amphotères possèdent un pouvoir moussant supérieur aux tensioactifs non ioniques classiques (les tensioactifs AE ayant quant à eux un faible pouvoir moussant), une activité bactéricide plus importante que les tensioactifs non ioniques et anioniques, et de meilleurs effets conditionneurs. C'est pourquoi, dans les détergents liquides, les tensioactifs amphotères sont principalement utilisés dans les shampoings, puis dans les produits nettoyants pour la peau tels que les gels douche.
Les types courants de tensioactifs cationiques comprennent le chlorure de cétyl diméthyl ammonium (1631), le chlorure d'octadécyl triméthyl ammonium (1831), la gomme de guar cationique (C-14S), le panthénol cationique, l'huile de silicone cationique, l'oxyde de dodécyldiméthylamine (OB-2), etc.
Dans les détergents liquides, les tensioactifs cationiques servent d'agents auxiliaires et de conditionneurs à faible dosage. On les retrouve généralement dans les produits haut de gamme, notamment les shampoings. Les tensioactifs cationiques ne peuvent être associés directement à des tensioactifs anioniques. Bien que des combinaisons de tensioactifs cationiques et anioniques puissent donner des résultats optimaux, elles présentent un risque élevé de sédimentation et de cristallisation.
Une grande variété de tensioactifs cationiques sont utilisés dans les shampoings, avec des fréquences d'application variables ; aucun type n'est privilégié et ils entrent souvent dans la composition de produits de soin finis. Les tensioactifs cationiques représentent une faible proportion de la production totale de tensioactifs et sont généralement plus chers que les autres catégories.
Comparativement aux autres types de tensioactifs, les tensioactifs cationiques possèdent l'effet conditionneur le plus marqué et l'activité bactéricide la plus puissante. Malgré leurs inconvénients, tels qu'un faible pouvoir détergent, une faible capacité moussante, une compatibilité limitée, un potentiel irritant élevé et un coût important, ils restent irremplaçables comme agents conditionneurs dans les lessives et shampoings liquides haut de gamme. Il est important de noter que les tensioactifs cationiques ne peuvent être utilisés que comme agents conditionneurs ou bactéricides.
Date de publication : 21 mai 2026