La carica dei tensioattivi cationici è opposta a quella dei tensioattivi anionici, per questo motivo i tensioattivi cationici sono spesso chiamati "saponi inversi". Dal punto di vista della struttura chimica, possiedono almeno un gruppo idrofobico a catena lunga e un gruppo idrofilo a carica positiva. I gruppi idrofobici a catena lunga derivano generalmente da acidi grassi o derivati del petrolio, pertanto le ammine grasse sono materie prime importanti per i tensioattivi cationici. I tensioattivi cationici hanno un potere detergente limitato, ma le loro proprietà antibatteriche e l'affinità per l'adsorbimento su superfici dure sono notevoli. In cosmetica, sono generalmente utilizzati come balsami per capelli, fungicidi, batteriostatici, ammorbidenti e additivi anti-carie, ecc.
1. Sale di ammina grassa
Le ammine grasse sono essenzialmente basi organiche. In soluzioni neutre sono neutre, prive di attività superficiale cationica, e risultano lipofile a pH superiore a 7. I sali di ammine terziarie, ottenuti per neutralizzazione con acidi inorganici o organici, presentano una solubilità sufficiente e sono pienamente riconosciuti come tensioattivi cationici efficaci. I sali organici sono generalmente più solubili in acqua rispetto ai sali inorganici. Il loro utilizzo nelle formulazioni di detergenti e prodotti per la pulizia è raro.
I cationi di sali di ammonio non quaternari sono molto sensibili al pH, agli ioni multivalenti e agli elettroliti. Le ammine etossilate, prodotte dall'etossilazione delle ammine grasse, sono tensioattivi che possono essere compatibili con i tensioattivi cationici dopo la regolazione del pH e hanno una buona detergenza. Quando le ammine grasse vengono neutralizzate con acido salicilico oα-acido clorobenzoico, la loro funzione antifungina può essere potenziata. I composti di ammonio quaternario tra le ammine grasse sono il tipo di tensioattivi cationici più ampiamente utilizzato.
I sali di ammonio quaternario hanno una buona stabilità in ambienti acidi o alcalini (inferiori a 100°C). La solubilità dei sali di ammonio quaternario è correlata alla lunghezza della catena alchilica; più lunga è la catena, minore è la solubilità in acqua. I sali di ammonio quaternario monoalchil trimetilici C16-C18 sono scarsamente solubili in acqua, solubili in solventi polari e insolubili in solventi non polari. I sali di ammonio quaternario dialchil dimetilici sono solubili in solventi non polari e insolubili in acqua.
Le funzioni specifiche dei sali di ammonio quaternario risiedono nella loro capacità di adsorbimento su superfici caricate negativamente e nei loro effetti battericidi e disinfettanti. È estremamente importante notare che la miscelazione con tensioattivi anionici, ossidi, perossidi, silicati, nitrato d'argento, citrato di sodio, tartrato di sodio, borace, caolino, proteine e alcuni polimeri può ridurre significativamente il loro potere battericida o causare torbidità.
La solubilità dei sali di ammonio quaternario alchilico è correlata ai gruppi idrofili; maggiore è il numero di gruppi idrofili, migliore è la solubilità in acqua. Una soluzione acquosa al 5% di isopropanolo o al 10% ha un pH compreso tra 6 e 9. Presentano una buona stabilità chimica, resistenza alla luce, al calore, agli acidi forti e alle basi forti, e possiedono permeabilità, proprietà antistatiche, effetti battericidi (con i sali C12-C16 che risultano i più efficaci) ed eccellente inibizione della corrosione. I sali di ammonio quaternario alchildimetilico hanno due gruppi alchilici a catena lunga come gruppi idrofobici, esibendo buona morbidezza, proprietà antistatiche, una certa capacità battericida, nonché buoni effetti bagnanti ed emulsionanti. Sono meno irritanti dei sali di ammonio quaternario alchiltrimetilico, mostrano proprietà cationiche in presenza di acidi deboli e formano composti non ionici in condizioni neutre e alcaline.
2. Sale di alchilimidazolina
L'alchil imidazolina è un prodotto formato dalla reazione di acidi grassi ed etilendiammine sostituite. L'ammide etilammina prodotta dal riscaldamento (solitamente a 220~240°C) viene convertito in alchil imidazolina.
L'alchil imidazolina è un'ammina terziaria monociclica organica ed è una base di media forza. È un tipico tensioattivo cationico che può essere saldamente adsorbito su superfici caricate negativamente, come capelli, pelle, denti, vetro, carta, fibre, metalli e materiali contenenti silicio. I sali formati con acidi idrosolubili tendono a formare gel ad alte concentrazioni. Acetati, nicotinati, fosfati e solfati sono idrosolubili, mentre i loro sali di acidi grassi a catena lunga sono liposolubili. Ha una buona stabilità di conservazione in condizioni a prova di umidità, ma i cristalli possono precipitare dopo una conservazione prolungata o in ambienti a bassa temperatura e può tornare a uno stato uniforme se riscaldato e agitato. Il contatto con acqua o umidità provoca gradualmente idrolisi, modificandone le funzioni. Il riscaldamento prolungato, anche quando la temperatura sale a 165 °C,°C, non influirà sulla sua stabilità, ma il colore cambierà. Vale la pena notare che, essendo l'alchil imidazolina una base di media forza, è altamente irritante per la pelle e gli occhi, mentre i sali di alchil imidazolina hanno un'irritazione notevolmente ridotta.
Data di pubblicazione: 25 febbraio 2026