Detergenti: composizione

I detergenti si differenziano tra loro oltre che per lo stato fisico cioè granulari, in polvere e in soluzione acquosa anche per la loro composizione in funzione degli usi a cui sono destinati. I componenti dei  detergenti si possono suddividere in due gruppi fondamentali: sostanze tensioattive e sostanze complementari.

Composizione dei detergenti

Sostanze tensioattive

Comprendono tensioattivi sintetici e saponi; delle quattro famiglie di tensioattivi i tensioattivi anionici, non ionici, cationici e anfolitici solo le prime due trovano largo uso nelle formulazioni per uso domestico.
I tensioattivi cationici infatti, per le loro proprietà battericide trovano largo impiego in particolari usi come nelle lavanderie per comunità mentre i tensioattivi anfolitici non trovano applicazioni pratiche in questi campi.
I tensioattivi anionici impiegati sono principalmente alchilarilsolfonati, alchilsolfati e alcoli etossisolfati mentre i non ionici sono alcoli etossilati, ammidi di acidi grassi ed esteri.
Impiegati in opportune miscele essi danno luogo ad effetto sinergico  con conseguenti miglioramenti delle prestazioni: così, ad esempio, le cosiddette miscele ternarie di saponi, alchilarilsolfonati e alcoli etossilati vengono impiegate nei formulati per lavaggio in lavatrice in quanto danno luogo a un basso schiumeggiamento della soluzione, condizione indispensabile per un lavaggio meccanico.

Sostanze complementari

Nell’antichità per lavare si usava acqua e argilla. I primi a fare una specie di sapone furono i Galli che mescolavano grasso e cenere.
L’utilizzo della cenere di legna fu utilizzato per produrre un detergente per stoviglie e biancheria denominato lisciva. Per ottenere la lisciva si faceva passare l’acqua bollente attraverso la cenere opportunamente filtrata da un telo: si disciolgono così i carbonati di cui la cenere è ricca e, in particolare, il carbonato di sodio e di potassio che presentano effetto sgrassante e in Italia l’uso della lisciva è stato comune fino agli anni sessanta del Novecento. Con l’avvento dei tensioattivi sintetici si è diffuso l’uso dei fosfati che hanno lo scopo di addolcire l’acqua di lavaggio: essi sono definiti builder nella letteratura americana.  Altri additivi sono stati messi a punto e adoperati nelle formulazioni che man mano vengono messe in commercio.

Trifosfato pentasodico

E’ l’additivo più usato per il lavaggio del cotone. E’ dotato di buone proprietà sequestranti degli ioni calcio e magnesio ed ha inoltre buone proprietà peptizzanti dello sporco e protegge le fibre dalla rideposizione dello sporco allontanato in fase di lavaggio. Il trifosfato pentasodico inoltre ha un’azione tamponante del pH intorno a 10, valori ottimali per un processo di lavaggio e, mostra infine un’azione sinergica con i tensioattivi oltre che un basso costo

Pirofosfato tetrapotassico

Ha le stesse caratteristiche del trifosfato pentasodico sebbene abbia un costo maggiore. E’ usato nelle formulazioni liquide come sale potassico più solubile

Silicato di sodio

Il silicato di sodio è, unitamente ai fosfati un additivo fondamentale delle formulazioni dei detergenti, in particolare quelle per il bucato e per lavastoviglie. I silicati usati come builder hanno un rapporto SiO₂/Na₂O compreso tra 0.5 e 4 a seconda del tipo di formulato. Nei detergenti per bucato tale rapporto è di circa 2, mentre  in quelli per lavastoviglie è di circa 1. Le principali proprietà dei silicati sono:

• Protezione delle lavatrici dalla corrosione
• Effetto tamponante del pH delle soluzioni detergenti
• Azione disperdente dello sporco durante il lavaggio

Perborato di sodio

E’ un componente dei detergenti usati per il lavaggio ad alta temperatura in quanto la sua azione è esplicata a temperature maggiori di 70°C. Nel perborato di sodio la parte attiva è data dal perossido di idrogeno; infatti la formula del composto è NaBO₂ · H₂O₂ · 3 H₂O

Il perossido esplica una degradazione ossidativa su certi tipi di sporco essenzialmente organico come cacao, caffè, frutta, vino rosso contribuendo alla detergenza di una fibra macchiata

Cloroisocianurati

Sono composti che liberano cloro attivo nella soluzione acquosa durante la fase di lavaggio. Il cloro forma acido ipocloroso che ha azione sbiancante, disinfettante e che inibisce la comparsa di macchie. Il derivato più diffuso è il dicloro isocianurato di sodio o di potassio usato in formulati per lavastoviglie e, per la sue proprietà disinfettanti anche in formulazioni speciali per esempio per uso ospedaliero.

Enzimi proteolitici

Sebbene l’idea di impiegare gli enzimi come coadiuvanti in particolari processi di lavaggio risalga ai primi del ‘900 è solo alla fine degli anni ’60 che si è arrivati al loro impiego su larga scala, impiego che si è esteso a quasi tutti i formulati per il bucato in commercio.

Il loro sviluppo è legato agli enzimi proteolitici del gruppo Bacillus subtilis che si è rilevato adatto alle condizioni di impiego del lavaggio biologico. Questo è condotto a temperature intorno ai 50°C e pH intorno a 10; in tali condizioni è resa possibile l’azione degli enzimi nei confronti dello sporco di natura proteica ( ad esempio uova).

Candeggianti ottici

I candeggianti ottici o sbiancanti fluorescenti sono sostanze che possono essere presenti nei detergenti che assorbono energia radiante ultravioletta presente nella luce del sole e la riemettono sotto forma di luce blu visibile. Quando una fibra è trattata con un candeggiante ottico si ha un duplice effetto:

• Maggiore luminosità in quanto si utilizzano le radiazioni ultraviolette non visibili della luce solare
• L’azzurraggio cioè la neutralizzazione del tono giallastro presente nelle fibre

I requisiti fondamentali che un buon candeggiante ottico deve soddisfare sono:

1)      Stabilità durante la fase di preparazione e stoccaggio del formulato

2)      Buona affinità per la fibra

3)      Solidità alla luce dopo la deposizione sulla fibra

Di questi punti il più delicato è quello dell’affinità del candeggiante con la fibra; il candeggiante, disciolto o finemente disperso nel bagno di lavaggio, agisce sulla fibra come colorante. Da ciò deriva che certe fibre idrofile come il cotone sono candeggiate più facilmente di altre idrofobe come il poliestere o il nailon.

Carbonato e bicarbonato di sodio. Sono usati particolarmente nei formulati per stoviglie e per superfici dure. Nei formulati per fibre in presenza di tensioattivi sintetici e polifosfati la loro posizione è intermedia tra quella di builder veri e propri e quella di riempitivi