Surfactantes, química y aplicaciones

Abstract

Los Surfactantes se clasifican en aniónicos, no iónicos, catiónicos y anfóteros. Los surfactantes aniónicos son aquellos que, en solución acuosa, se disocian en un anión anfifilo y un catión metálico o amonio. En esta categoría entran la mayor producción de surfactantes: jabones, detergentes en polvo y líquido. Los surfactantes no iónicos no producen iones en solución acuosa y por lo tanto son compatibles con los demás tipos de surfactantes y pueden integrarse en formulaciones complejas. Por otra parte, son muchos menos sensibles que los surfactantes iónicos a la presencia de electrolitos, especialmente cationes divalentes. Los surfactantes no iónicos son en general buenos detergentes humectantes y emulsionantes. Algunos de ellos tienen excelentes propiedades espumantes. Por todas estas propiedades, se encuentran hoy en día en todos los tipos de formulaciones detergentes líquidos o en polvo, y en otras aplicaciones. Los surfactantes catiónicos en general no son buenos detergentes, y tampoco buenos espumantes con excepción de los óxidos de amina en su forma cuaternizada a pH ácido. No se usan en formulaciones con surfactantes aniónicos ya que no son compatibles con estos (forman compuestos insolubles). Sin embargo, tienen dos propiedades importantes y casi únicas. Primero se absorben sobre sustratos cargados negativamente, y segundo muchos de ellos tienen propiedades bactericidas.

Los surfactantes anfóteros no se usan generalmente como surfactantes únicos en formulaciones detergentes por su alto costo, sino como aditivos dispersantes de jabones de calcio. La dualidad polar-apolar de las moléculas de surfactantes, les confiere propiedades muy particulares. Para satisfacer su doble afinidad, las moléculas de surfactantes se ubican en la interfase de tal forma que su grupo polar esté bañado en agua y su grupo apolar esté fuera del agua. Esta migración de las moléculas de surfactante en la interfase se llama adsorción. La adsorción puede deberse al grupo hidrófobo, o a otros efectos como la atracción electroestática. La adsorción interfacial de tipo monocapa no es el único tipo de estructura que pueden formar los surfactantes. También por su propiedad de asociación tienden a formar coloides de agregación llamados micelas. Las micelas son agregados más o menos esféricos que se forman a partir de una cierta concentración, llamada concentración micelar critica. En las micelas, las "colas" hidrocarbonadas de las moléculas de surfactantes se juntan y así se extraen del agua. El corazón de las micelas es un medio apolar susceptible de disolver sustancias orgánicas insolubles en agua. Las micelas son responsables de la solubilización que se observa durante la detergencia. De particular interés en la industria papelera es la solubilización de los jabones de resinas formados, lo cual evita su redeposición en las fibras. Tanto la propiedad de adsorción y asociación de los surfactantes son las responsables de un gran número de aplicaciones industriales.