Le mouillage se produit lorsqu'un solide entre en contact avec un liquide. Les interfaces solide-gaz et liquide-gaz initiales disparaissent et une nouvelle interface solide-liquide se forme. Par exemple, les fibres textiles sont des matériaux poreux présentant une grande surface spécifique. Lorsqu'une solution se répand le long des fibres, elle pénètre dans les interstices et remplace l'air, transformant ainsi l'interface air-fibre initiale en une interface liquide-fibre.—Il s'agit d'un processus de mouillage typique. Parallèlement, la solution pénètre à l'intérieur des fibres. Les tensioactifs qui facilitent le mouillage et la pénétration sont respectivement appelés agents mouillants et agents pénétrants.
Les huiles présentent une tension superficielle élevée dans l'eau. Lorsqu'on ajoute de l'huile à l'eau et qu'on agite vigoureusement le mélange, l'huile se fragmente en fines gouttelettes pour former une émulsion. Cependant, le mélange se sépare à nouveau en couches dès que l'agitation cesse. Si l'on ajoute un tensioactif et que l'on agite le mélange, les couches ne se séparent plus facilement pendant longtemps après l'arrêt de l'agitation : c'est l'émulsification. La partie hydrophobe des molécules d'huile est entourée par les groupes hydrophiles des tensioactifs, créant des forces d'attraction directionnelles. Ceci réduit l'énergie nécessaire à la dispersion de l'huile dans l'eau et permet une émulsification efficace des huiles.
Grâce à l'effet émulsifiant des tensioactifs, les particules d'huile et de saleté détachées des surfaces solides peuvent être émulsionnées et dispersées de manière stable dans des solutions aqueuses, les empêchant de se redéposer sur les surfaces nettoyées et de provoquer une recontamination.
La dispersion désigne le processus par lequel des solides insolubles se répartissent dans une solution sous forme de fines particules pour former une suspension. Les tensioactifs qui favorisent la dispersion des solides et assurent la stabilité des suspensions sont appelés dispersants. En pratique, il est difficile de distinguer l'émulsification de la dispersion lorsque des huiles semi-solides sont émulsifiées et dispersées dans des solutions. Les émulsifiants et les dispersants étant généralement de même nature, on les désigne souvent collectivement sous le terme d'émulsifiants-dispersants.
La solubilisation désigne la capacité des tensioactifs à augmenter la solubilité dans l'eau de substances peu solubles ou insolubles. Par exemple, la solubilité du benzène dans l'eau est de 0,09 % en volume. L'ajout de tensioactifs tels que l'oléate de sodium permet d'accroître sa solubilité jusqu'à 10 %.
La solubilisation est étroitement liée aux micelles formées par les tensioactifs dans l'eau. Une micelle est un agrégat qui se forme lorsque les chaînes hydrocarbonées des molécules de tensioactif se rapprochent les unes des autres en solution aqueuse grâce à des interactions hydrophobes. L'intérieur d'une micelle est essentiellement composé d'hydrocarbures liquides ; ainsi, les solutés organiques non polaires insolubles dans l'eau, tels que le benzène et l'huile minérale, peuvent facilement s'y dissoudre. La solubilisation est la dissolution de substances lipophiles par les micelles, une propriété unique des tensioactifs. Elle n'intervient que lorsque la concentration de tensioactif dans la solution dépasse la concentration micellaire critique (CMC), c'est-à-dire lorsqu'un grand nombre de micelles de grande taille sont présentes. De plus, les micelles de grande taille offrent une capacité de solubilisation supérieure.
La solubilisation diffère de l'émulsification. L'émulsification produit un système multiphasique discontinu et instable où une phase liquide est dispersée dans l'eau ou une autre phase liquide. En revanche, la solubilisation aboutit à un système monophasique homogène et stable où la solution solubilisante et la substance solubilisée coexistent dans la même phase. Un même type de tensioactif peut posséder à la fois des propriétés émulsifiantes et solubilisantes, mais la solubilisation n'a lieu que lorsque sa concentration dépasse la concentration micellaire critique.
Lorsque les molécules de tensioactifs s'alignent de façon directionnelle à la surface des textiles, elles réduisent le coefficient de frottement statique de ces derniers. Les tensioactifs non ioniques, tels que les polyols alkylés linéaires et les éthers polyoxyéthyléniques d'acides gras alkylés linéaires, ainsi que divers tensioactifs cationiques, peuvent abaisser ce coefficient et ainsi servir d'adoucissants. En revanche, les tensioactifs comportant des groupements alkyles ramifiés ou aromatiques ne parviennent pas à s'organiser de façon directionnelle à la surface des textiles et ne conviennent donc pas à cet usage.
Date de publication : 10 juin 2026