Structure chimique et différentes classes de tensioactifs

Résumé du document

Les tensioactifs sont des molécules présentant à la fois une affinité pour l'eau et pour l'huile. En pratique, ils sont constitués d'une tête hydrophile polaire et d'une queue hydrophobe peu polaire ou apolaire.
Remarques :
• Tensioactifs : Molécules possédant des propriétés d'adsorption aux interfaces entraînant une diminution des tensions interfaciales.
• Amphiphiles : Molécules possédant à la fois une partie hydrophile et une partie hydrophobe (pas nécessairement un tensioactif).
• Détergents : Composés amphiphiles possédant des propriétés de nettoyage (en général, ce seront des tensioactifs). Un tensioactif n'est pas nécessairement un détergent.
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Extraits

[...] Partie hydrophile Les têtes polaires seront classées selon leur nature : anioniques, cationiques, ou non ioniques. Anioniques : Ils comportent un groupement ionique chargé négativement en solution aqueuse : Les carboxylates Les sulfates Les sulfonates Les phosphates Ce sont les agents tensioactifs les plus utilisés industriellement. Cationiques : Ils comportent un groupement ionique chargé positivement en solution aqueuse ; ce sont généralement des sels d'ammonium quaternaires. Amphotères ou zwitterioniques : Ils comportent deux groupements ioniques, l'un cationique et l'autre anionique, qui se neutralisent au pH isoélectrique. [...]

[...] Alkyl glucosides Ce sont des éthers de sucres (mono ou polyoses). Exemple : Octyl glucoside (α et β Dans cet exemple, la longueur de la chaîne est limitée à dix carbones (sinon insoluble). L'utilisation de plusieurs têtes "sucres" permet d'étendre la gamme de tensioactifs. Propriétés et utilisations : Coûteux, ces tensioactifs ne pourront être utilisés que pour des applications spécifiques à haute valeur ajoutée (biomédical). Les oxydes d'amines : Une classe à part des tensioactifs non ioniques est constituée par les oxydes d'amines, obtenues par oxydation des amines tertiaires correspondantes. [...]

[...] Les alkyl arylsulfonates Ils représentent 40% des tensioactifs utilisés. Seuls les tensioactifs à chaîne linéaire sont autorisés du fait de problèmes de biodégradabilité. Ils sont obtenus par sulfonation d'alkylbenzènes. Les alkylsulfonates RSO3Na Synthèse : Ils sont obtenus par sulfonation de coupe de distillation du pétrole (fonction du point d'ébullition) ou de chaînes grasses. Propriétés et utilisations : Ils sont principalement utilisés dans les formulations détergentes (produits vaisselle, shampooings, bains moussants Les sulfosuccinates Synthèse : Ils sont obtenus à partir de l'anhydride maléique selon le schéma suivant : Propriétés et utilisations : Ces tensioactifs ne présentent pas de propriétés de détergence et sont peu solubles dans l'eau. [...]

[...] Pratiquement, des mélanges seront souvent utilisés. Propriétés et utilisations : Stables en milieux acides ou basiques, biodégradables, ils sont relativement onéreux. Ils sont surtout utilisés pour le nettoyage à sec et le dégraissage des pièces métalliques (pH élevé). Les tensioactifs cationiques En général, ces tensioactifs sont peu utilisés de la production). Ils se résument pratiquement à des dérivés des amines : Les tensioactifs non ioniques Ces composés ne présentent pas de groupement ionique ou chargé. L'hydrophilie nécessaire est apportée par un ou plusieurs groupements polaires comme les éthers, alcools, polyols Les tensioactifs polyéthoxylés (POE) : Synthèse : Ils sont obtenus en général par ouverture nucléophile de l'oxyde d'éthylène. [...]

[...] Ces tensioactifs sont donc globalement neutres. Propriétés et utilisations : Ils sont compatibles de par leur structure avec des milieux acides, basiques ou à forte salinité. Ils sont de plus non irritants et sont donc souvent employés en cosmétologie. Les bétaïnes : On distingue deux types de bétaïnes en fonction de la position de la chaîne lipophile : les N-alkyl (chaîne sur l'azote) et les C-alkyl (acides aminés). Synthèses : Les sulfobétaïnes L'hydrophilie des bétaïnes peut être renforcée par remplacement du carboxylate par un groupement sulfate. [...]