Tensoativos não iônicos

Surfactantes não iônicos – características e propriedades

Os surfactantes não iônicos fazem parte de um grande grupo de compostos tensoativos chamados surfactantes. Eles são caracterizados por uma estrutura anfifílica única, que determina todas as suas propriedades e aplicações. Os surfactantes não iônicos incluem um grande número de substâncias químicas sintéticas de vários tipos e estruturas. Eles não se dissociam quando dissolvidos em água e são caracterizados por uma ampla gama de propriedades, dependendo da relação de equilíbrio hidrofílico-lipofílico (HLB).

Propriedades dos surfactantes não iônicos:

• Boas propriedades emulsificantes,
• Capacidade de modificar a reologia,
• Alta solubilidade em água,
• Em sua maioria biodegradável,
• Compatível com outros compostos tensoativos,
• Alta estabilidade química.

Exemplos de surfactantes não iônicos – classificação química

Os principais grupos químicos de surfactantes não iônicos incluem:

• Álcoois graxos etoxilados

Esses compostos constituem o maior grupo de compostos não iônicos com propriedades tensoativas. São formados pela etoxilação de álcoois graxos com óxido de etileno. A fórmula geral desses compostos é R-(OCH₂CH₂)ₙ-OH, onde R representa a cadeia alquílica do ácido graxo e n o número de unidades de óxido de etileno. O comprimento da cadeia alquílica do ácido graxo e o grau de etoxilação determinam as propriedades e aplicações específicas de cada etoxilato de álcool graxo. Um exemplo de tal surfactante é, por exemplo, um derivado de poli(óxido de alquileno) de um álcool sintético (ROKAnol NL8P4).

• Derivados de éster

Os derivados de éster são uma classe amplamente utilizada de surfactantes biodegradáveis ​​não iônicos, compostos por ésteres de açúcares, sorbitano e glicerol. São frequentemente derivados de recursos naturais renováveis, como óleos vegetais. Atuam como detergentes versáteis, principalmente em aplicações cosméticas. O portfólio do Grupo PCC inclui, entre outros, o ROKwinol 60, um monoestearato de sorbitano etoxilado.

• Derivados de amina

Alguns compostos químicos, por serem derivados de aminas, permanecem eletricamente neutros em uma ampla faixa de pH. Entre eles, incluem-se aminas graxas e alcanolamidas. Consequentemente, podem ser utilizados na síntese de surfactantes não iônicos, mais comumente em reação com óxido de etileno. Caracterizam-se por boas propriedades umectantes. Podem ser usados ​​como estabilizantes e emulsificantes. Um exemplo de tal substância é a alquilamina C16-18 etoxilada (ROKAmin SR15).

• copolímeros em bloco

Os copolímeros em bloco contêm longos segmentos em sua cadeia principal compostos por monômeros de um determinado tipo. Quando o óxido de etileno e o óxido de propileno polimerizam juntos, formam-se os chamados copolímeros em bloco EO/PO. Eles exibem excelentes propriedades de superfície, emulsificação e solubilização. No caso dos copolímeros, a proporção de EO para PO na molécula é importante, pois determina seu comportamento nos produtos. A linha de produtos do Grupo PCC também inclui surfactantes não iônicos que são copolímeros em bloco, como o EXOmer L64.

Como selecionar um surfactante não iônico?

A seleção de um surfactante não iônico baseia-se no conhecimento químico e nas exigências específicas do produto. Os critérios mais importantes para a seleção são:

Valor HLB

O valor do equilíbrio hidrofílico-lipofílico (HLB) é um parâmetro fundamental para medir a força hidrofílica e lipofílica relativa de tensoativos não iônicos. Aqueles com um valor de HLB de até 3 são caracterizados por propriedades antiespumantes. Um valor de HLB de 7 a 9 indica excelentes propriedades de molhagem, enquanto valores próximos a 18 são característicos de detergentes e solubilizantes.

Ponto de nuvem

Isso se refere à temperatura na qual uma solução de um surfactante não iônico passa de transparente para turva quando aquecida. Esse ponto está intimamente relacionado ao comprimento da cadeia de polioxietileno (EO) na molécula do surfactante. Cadeias de EO mais longas resultam em pontos de turvação mais altos, pois aumentam a hidrofilicidade da molécula do surfactante.

ponto de congelamento

Refere-se à temperatura na qual uma substância muda do estado líquido para o sólido. No caso de tensoativos não iônicos, o ponto de congelamento determina sua fluidez e facilidade de uso em baixas temperaturas. Geralmente, tensoativos não iônicos com menor índice de óxido de etileno (EO) ou estrutura de álcool ramificado apresentam pontos de fluidez mais baixos, tipicamente abaixo de -10 °C. Isso permite que mantenham boa fluidez em baixas temperaturas, facilitando o processamento a frio.

Surfactantes não iônicos em comparação com outros compostos tensoativos.

O leque de ação dos surfactantes é muito amplo. Eles diferem em sua estrutura química e, consequentemente, em suas propriedades e áreas de aplicação.

Os tensoativos não iônicos são agentes tensoativos que não formam íons em soluções aquosas. Nesse aspecto, diferem dos tensoativos catiônicos, aniônicos e anfotéricos, que possuem cargas positivas ou negativas. Apresentam alta estabilidade e resistência à água dura – não formam espuma em excesso. São indicados principalmente para produtos de ação suave e demonstram boa compatibilidade com outros tensoativos em formulações.

Os detergentes aniônicos, por outro lado, são relativamente baratos de produzir e biodegradáveis. Caracterizam-se por fortes propriedades espumantes e bom desempenho de limpeza. Ao mesmo tempo, podem ser irritantes, razão pela qual são evitados, por exemplo, em cosméticos infantis.

Os tensoativos catiônicos têm menor importância na indústria, mas continuam sendo ingredientes valiosos em produtos para a pele e detergentes para roupas, por exemplo. Suas principais vantagens são as propriedades desinfetantes e a forte afinidade por superfícies. No entanto, são mais suaves para a pele do que seus equivalentes aniônicos.

Os tensoativos anfotéricos, devido aos seus elevados custos de produção, são utilizados principalmente em produtos especializados. São muito suaves para a pele e, em formulações com outros tensoativos, podem atenuar os seus efeitos irritantes.

Normas de segurança na tecnologia de surfactantes

A comercialização de substâncias químicas, como surfactantes não iônicos, ou sua utilização em processos industriais e laboratoriais, exige o cumprimento rigoroso de todas as leis e regulamentações.

Os regulamentos REACH e CLP constituem a base da segurança química. Eles regem o registro, a distribuição e a rotulagem de surfactantes não iônicos fabricados. Definem rigorosamente as informações que devem constar na Ficha de Dados de Segurança (FDS) – incluindo detalhes sobre toxicidade, degradação e riscos de exposição. Além disso, o Regulamento CLP impõe a obrigatoriedade do uso de pictogramas. Isso é importante porque o uso de certos surfactantes não iônicos é restrito devido aos seus efeitos, como a disrupção endócrina.

A utilização de tensoativos não iônicos em cosméticos ou alimentos também exige a garantia de um alto nível de pureza do produto – eles não devem conter resíduos de, por exemplo, óxido de etileno. Cada ingrediente deve ter um nome em conformidade com o sistema internacional INCI , e os tensoativos utilizados como emulsificantes alimentares devem estar incluídos na lista de aditivos autorizados.

Principais áreas de aplicação de surfactantes não iônicos

Produtos cosméticos

Os tensoativos não iônicos são amplamente utilizados na indústria cosmética para a produção de formulações prontas. Possuem boas propriedades de limpeza e são suaves para a pele. São ingredientes importantes na produção de cosméticos para cuidados com a pele e limpeza. Atuam frequentemente como emulsificantes, ajudando a misturar substâncias insolúveis em água, como óleos e gorduras. Isso permite uma consistência suave e homogênea do produto final. Alguns tensoativos não iônicos atuam como agentes condicionadores e emolientes em cosméticos de limpeza e cuidados com a pele.

Perfumes

Agentes solubilizantes, como os tensoativos não iônicos, podem ser ingredientes em perfumes. A solubilização permite a incorporação de substâncias insolúveis ou de difícil dissolução em água, como fragrâncias, extratos vegetais, vitaminas e outras substâncias oleosas, em soluções aquosas e hidroalcoólicas. As propriedades solubilizantes dos tensoativos não iônicos são utilizadas não apenas em perfumes, mas também em alguns cosméticos.

Indústria de mineração

Este grupo de compostos de superfície pode ser incluído na composição de fluidos hidráulicos HFA retardantes de chama. Eles também são usados ​​em fluidos de usinagem e atuam como melhoradores de lubrificação.

Produtos fitossanitários

As excelentes propriedades emulsificantes dos tensoativos não iônicos determinam seu uso em formulações de pesticidas. Eles auxiliam na formação e mantêm a estabilidade do produto final. A adição de tensoativos não iônicos a produtos fitossanitários melhora suas propriedades de aplicação – adesão e molhabilidade das superfícies das plantas.

Indústria de bronzeamento

Alguns tensoativos não iônicos são aditivos em processos de curtimento. Eles proporcionam um efeito amaciante e também melhoram as propriedades de processamento e a resistência da matéria-prima. São ideais como agentes de lavagem. Além disso, possuem alta capacidade de penetração em diversas fibras.

Produção de tinta

Os tensoativos não iônicos são utilizados na indústria de tintas e vernizes devido às suas excelentes propriedades emulsificantes. Eles favorecem a formação de emulsões estáveis ​​e auxiliam na dispersão de corantes. Alguns tensoativos não iônicos têm a capacidade de prolongar o tempo de trabalho das tintas. Eles também influenciam o comportamento da tinta durante a aplicação, facilitando-a e melhorando sua espalhabilidade.

Indústria química

Matérias-primas na forma de surfactantes não iônicos podem ser utilizadas como intermediários para síntese química. Devido à natureza alcalina de certos compostos, eles são usados ​​para neutralizar substâncias ácidas e como reguladores de pH. Essa propriedade é utilizada, entre outras coisas, na produção de fluidos para usinagem de metais, detergentes, agentes de lavagem, produtos de limpeza e produtos químicos automotivos.