Esistono numerosi tipi di tensioattivi. In ordine di quantità prodotta, i tensioattivi anionici rappresentano il 56%, quelli non ionici il 36%, quelli anfoteri il 5% e quelli cationici il 3%.
2. Tensioattivi anionici
2.1 Tensioattivi anionici di tipo solfonato
Tra i tipi più comuni di tensioattivi di questo tipo si annoverano il sodio alchilbenzensolfonato lineare e il sodio alfa-olefinasolfonato.
Il sodio alchilbenzensolfonato lineare, noto anche come LAS o ABS, è un solido in polvere o in scaglie di colore bianco o giallo pallido, solubile in acqua. Presenta una scarsa solubilità in acqua a basse temperature, con un indice di solubilità inferiore a 3 a temperatura ambiente, ma vanta un'eccellente solubilità nei sistemi tensioattivi composti. Possiede una buona stabilità nei confronti di alcali, acidi diluiti e acqua dura, con una temperatura di decomposizione di 240 °C. Il suo indice di irritazione per una soluzione al 10% è pari a 5,0, il tasso di degradazione microbica varia dall'80% al 90% e il valore di LD50 è compreso tra 1300 e 2500 mg/kg.
Il sodio alfa-olefina solfonato è abbreviato in AOS. Quando il contenuto di principio attivo è compreso tra il 38% e il 40%, si presenta come un liquido giallo trasparente ed è altamente solubile in acqua. Mantiene una buona stabilità in un ampio intervallo di pH; dopo essere stato conservato per tre giorni a 30°C a valori di pH pari a 2, 4 e 10, il suo tasso di idrolisi rimane pari a zero in tutti i casi. Provoca una lieve irritazione cutanea, raggiunge un tasso di degradazione microbica del 100% e ha un valore di LD50 compreso tra 1300 e 2400 mg/kg.
In genere, il LAS è raramente utilizzato in shampoo e bagnoschiuma, e trova impiego principalmente nei detersivi liquidi per il bucato e per i piatti. Nei detersivi per piatti, il LAS può rappresentare circa la metà dei tensioattivi totali, mentre la sua proporzione nei detersivi liquidi per il bucato può essere regolata entro un ampio intervallo pratico.
Il LAS acquisisce una favorevole solubilità in acqua principalmente a temperature relativamente elevate, come 60°C, e quando viene miscelato con alcuni altri tensioattivi. Un tipico sistema ternario "LAS-AES-FFA" è ampiamente utilizzato nei detersivi per piatti, mentre il sistema "LAS-sapone-η·SAA" è comunemente impiegato nei detersivi liquidi per bucato. È importante notare che la miscelazione diretta del LAS con il tensioattivo non ionico alchilolammide spesso non consente di ottenere risultati ottimali; il sistema "LAS-FFA" risulta instabile, presenta una bassa viscosità e un aspetto bianco lattiginoso.
Il LAS si posiziona al primo posto per volume di produzione annuale, con 290 chilotonnellate, ed è il tensioattivo sintetico più economico. Ha il prezzo più basso tra i primi cinque tensioattivi sintetici ad alta produttività ed è paragonabile a quello delle basi per sapone (saponi di acidi grassi) tra i tensioattivi anionici convenzionali. Il LAS si distingue per l'eccellente stabilità, l'elevato potere detergente e il basso costo, mentre il suo principale svantaggio è la relativa elevata irritabilità.
Tra tutti i tensioattivi solfonati, l'AOS offre le prestazioni complessive ottimali. Eredita e potenzia ulteriormente i pregi dei solfonati comuni, evitando al contempo i loro svantaggi intrinseci. Essendo uno dei principali tensioattivi primari, l'AOS è ampiamente utilizzato in shampoo e bagnoschiuma, e la sua applicazione in altri detergenti liquidi si espanderà gradualmente con la localizzazione della produzione e la conseguente riduzione dei prezzi.
L'AOS possiede vantaggi eccezionali, tra cui stabilità superiore, eccellente solubilità in acqua, buona compatibilità, bassa irritazione e ideale biodegradabilità microbica. Il suo principale svantaggio è il costo relativamente elevato rispetto a tutti gli altri tensioattivi anionici.
2.2 Solfati tensioattivi anionici
Tra i tipi più comuni di tensioattivi si annoverano il sodio alcol grasso poliossietilene etere solfato e il sodio dodecil solfato.
Il sodio poliossietilene etere solfato, noto anche come AES o alcol etere solfato, è facilmente solubile in acqua. Quando il contenuto di principio attivo raggiunge il 70%, si presenta come un liquido viscoso traslucido di colore giallo pallido e la sua stabilità è inferiore a quella dei comuni solfonati. Subisce una rapida idrolisi quando il valore del pH è inferiore a 4, ma vanta un'eccellente stabilità all'idrolisi in ambienti alcalini. Dopo essere stato conservato per tre giorni a 30 °C a pH 2, pH 4 e pH 10, i suoi tassi di idrolisi sono rispettivamente del 100%, 50% e 0. Presenta una bassa irritazione con un indice di irritazione di 2,3 per la sua soluzione acquosa al 10%, un tasso di biodegradazione superiore al 90% e un valore di LD50 di 1800 mg/kg.
Il dodecil solfato di sodio, noto anche come AS, K12, sodio cocoalkil solfato, sodio laurilsolfato o agente schiumogeno, è solubile in acqua con una solubilità di circa 15 a 25 °C, inferiore a quella dell'AES. È insensibile agli alcali e all'acqua dura, ma la sua stabilità in condizioni acide è inferiore a quella dei solfonati comuni e simile a quella dell'AES. La temperatura di riscaldamento prolungata non deve superare i 95 °C. Presenta un'irritazione moderata tra i tensioattivi; la sua soluzione al 10% ha un indice di irritazione di 3,3, superiore a quello dell'AES e inferiore a quello del LAS, con un valore di LD50 di 1300 mg/kg.
L'AES è ampiamente utilizzato in shampoo, bagnoschiuma, detersivi per piatti e detersivi liquidi per il bucato. Nell'applicazione pratica, il valore del pH dovrebbe essere portato il più possibile a un valore neutro o leggermente alcalino, se le relative norme di qualità del pH lo consentono. Quando l'AES deve essere utilizzato in condizioni di pH basso, come negli shampoo, si utilizza generalmente la sua forma di sale di etanolammina. L'AES possiede una migliore solubilità in acqua rispetto all'AS e può essere formulato in soluzioni acquose trasparenti in qualsiasi proporzione a temperatura ambiente. Rispetto al LAS, l'AES gode di una più ampia applicazione nei detersivi liquidi e di una compatibilità superiore, essendo in grado di essere miscelato con numerosi tensioattivi in combinazioni binarie o multiple per formare soluzioni acquose trasparenti. Tra i tensioattivi sintetici, l'AES si colloca al terzo posto per produzione con un prezzo inferiore rispetto all'AS; il prezzo dell'AES al 70% era di 8500 yuan per tonnellata nel 2002. I suoi principali vantaggi includono bassa irritazione, favorevole solubilità in acqua, eccellente compatibilità e notevole efficacia nel prevenire secchezza e ruvidità della pelle. Il suo principale svantaggio risiede nella scarsa stabilità in ambienti acidi, che richiede che il valore del pH sia mantenuto ben al di sopra di 4, e il suo potere detergente è inferiore a quello di LAS e AS.
Quando si utilizza l'AS nei detergenti liquidi, è necessario controllare il pH per evitare un'eccessiva acidità. I suoi sali di etanolammina o sali di ammonio sono necessari per la sua applicazione in shampoo e bagnoschiuma. L'adozione dei suoi sali di etanolammina non solo può migliorare la stabilità della resistenza agli acidi, ma anche ridurre l'irritazione, e l'indice di irritazione della sua soluzione di trietanolammina al 10% è pari a 3,0. L'AS è raramente utilizzato nei detersivi liquidi per piatti e raramente funge da tensioattivo primario a basso dosaggio nelle formulazioni, principalmente perché non è conveniente per ridurre i costi di produzione e tali prodotti hanno poche esigenze in termini di prestazioni schiumogene. Classificandosi al quinto posto nella produzione di tensioattivi sintetici, l'AS ha un prezzo relativamente elevato: la sua forma in polvere era quotata a 15.000 yuan per tonnellata nel 2002. A parte l'eccezionale capacità schiumogena e il forte potere detergente, l'AS è inferiore all'AES nella maggior parte delle prestazioni di servizio, come una stabilità della resistenza agli acidi leggermente inferiore e un'irritazione relativamente maggiore (inferiore solo al LAS), e ha anche il prezzo più alto tra i tensioattivi anionici convenzionali.
I principali tipi di tensioattivi non ionici includono alchilolamide (FFA), poliossietilene etere di alcoli grassi (AE) e poliossietilene etere di alchilfenolo (APE o OP). I tensioattivi non ionici possiedono eccellenti proprietà quali solubilizzazione, detergenza, prestazioni antistatiche, bassa irritazione e capacità di dispersione del sapone di calce. Hanno un intervallo di pH di applicazione più ampio rispetto ai comuni tensioattivi ionici e sono superiori ai normali tensioattivi anionici nella maggior parte delle proprietà, ad eccezione della detergenza e della capacità schiumogena. Gli esperimenti dimostrano che l'aggiunta di una piccola quantità di tensioattivi non ionici a sistemi di tensioattivi ionici può migliorare l'attività superficiale complessiva rispetto a sistemi con lo stesso contenuto di sostanza attiva.
Le alchilolamidi sono tensioattivi non ionici ad alte prestazioni, ampiamente utilizzati e frequentemente impiegati in vari detersivi liquidi. Le specifiche principali di alchilolamidi utilizzate nei detersivi liquidi sono 2:1 e 1,5:1, ma è disponibile anche la versione 1:1. Queste tre specifiche differiscono notevolmente per solubilità in acqua e proprietà addensanti. In generale, la versione 1,5:1 offre prestazioni complessive moderate ed è ampiamente utilizzata nei detersivi per piatti. Normalmente, la versione 1:1 si dissolve facilmente solo se combinata con altri tensioattivi idrosolubili. Le alchilolamidi sono più adatte ai detersivi alcalini e possono essere utilizzate anche in detersivi debolmente acidi.
Tra tutti i tensioattivi non ionici, gli alchilolamidi sono i più convenienti, con un prezzo di 7.800 yuan per tonnellata nel 2002. Sono più frequentemente utilizzati nei detersivi liquidi rispetto agli eteri poliossietilenici di alcoli grassi e sono anche i principali tensioattivi non ionici impiegati negli shampoo. I motivi principali sono i seguenti: gli alchilolamidi hanno funzioni più complete e superiori rispetto agli eteri poliossietilenici; gli alchilolamidi hanno un prezzo inferiore; gli alchilolamidi presentano una migliore solubilità; e gli alchilolamidi hanno una maggiore capacità schiumogena rispetto agli eteri poliossietilenici.
I tensioattivi anfoteri sono tensioattivi che possiedono sia gruppi idrofili anionici che cationici. Di conseguenza, mostrano proprietà cationiche in soluzioni acide, proprietà anioniche in soluzioni alcaline e proprietà simili ai tensioattivi non ionici in soluzioni neutre.
I tensioattivi anfoteri sono facilmente solubili in acqua, soluzioni acide e alcaline concentrate e persino in soluzioni concentrate di sali inorganici. Sono caratterizzati da un'eccellente resistenza all'acqua dura, bassa irritazione cutanea, buone prestazioni di ammorbidimento dei tessuti, spiccate proprietà antistatiche e un buon effetto battericida, e vantano un'ottima compatibilità con diversi tipi di tensioattivi.
Questi prodotti possono essere utilizzati in un ampio intervallo di pH. In virtù del loro stato ionico in diversi ambienti acido-base, offrono prestazioni migliori in condizioni acide e neutre rispetto a quelle alcaline. In generale, i tensioattivi anfoteri sono più costosi dei tensioattivi non ionici.
Tra le varietà più comuni e importanti di tensioattivi anfoteri si annoverano la dodecildimetilbetaina e l'imidazolina di tipo carbossilato. Rispetto ai tensioattivi anionici, i tensioattivi non ionici presentano proprietà più complete e meno svantaggi, risultando inferiori solo in termini di potere detergente e schiumogeno. Se confrontati con i tensioattivi non ionici, i tensioattivi anfoteri risultano superiori in alcune proprietà e comparabili in altre.
I tensioattivi anfoteri hanno un potere schiumogeno maggiore rispetto ai normali tensioattivi non ionici (mentre i tensioattivi AE hanno una scarsa capacità schiumogena), un'attività battericida superiore rispetto ai tensioattivi non ionici e anionici e migliori effetti condizionanti. Per questo motivo, nei detergenti liquidi, i tensioattivi anfoteri sono utilizzati principalmente nello shampoo, seguiti dai prodotti per la pulizia della pelle come i bagnoschiuma.
Tra i tipi più comuni di tensioattivi cationici si annoverano il cloruro di cetil dimetil ammonio (1631), il cloruro di ottadecil trimetil ammonio (1831), la gomma di guar cationica (C-14S), il pantenolo cationico, l'olio di silicone cationico, l'ossido di dodecil dimetilammina (OB-2) e così via.
Nei detersivi liquidi, i tensioattivi cationici fungono da tensioattivi ausiliari e ingredienti condizionanti con dosaggi ridotti nelle formulazioni. Sono generalmente impiegati in prodotti di alta gamma, più comunemente negli shampoo. I tensioattivi cationici non possono essere miscelati direttamente con i tensioattivi anionici. Sebbene le combinazioni di tensioattivi cationici e anionici possano raggiungere risultati ottimali, comportano un elevato rischio di sedimentazione e cristallizzazione.
Nei shampoo si utilizza un'ampia varietà di tensioattivi cationici, impiegati con frequenze di applicazione variabili, ovvero senza una o due tipologie predominanti. Spesso questi tensioattivi sono inclusi nei prodotti condizionanti finiti. I tensioattivi cationici rappresentano una piccola percentuale della produzione totale di tensioattivi e sono generalmente più costosi rispetto ad altre categorie.
Rispetto ad altri tipi di tensioattivi, i tensioattivi cationici possiedono il più marcato effetto condizionante e la più forte attività battericida. Nonostante i loro svantaggi, come la scarsa capacità detergente, la debole capacità schiumogena, la scarsa compatibilità, l'elevata irritabilità e il costo elevato, sono insostituibili come componenti condizionanti nei detersivi liquidi e negli shampoo di alta gamma. È importante sottolineare che i tensioattivi cationici possono essere utilizzati esclusivamente come ingredienti condizionanti o battericidi.
Data di pubblicazione: 21 maggio 2026