mercoledì 10 dicembre 2014

Tensioattivi: come funzionano e come sceglierli

Ciao a Tutti,
Dopo aver studiato un po' l'argomento, dato che non mi ci ero ancora messa, vi parlerò dei tensioattivi.
Ho finalmente fatto il primo ordine di tensioattivi, e ora posso cominciare a parlarvi un po' almeno della teoria base dei detergenti.
Vi ho già parlato qui del funzionamento di base del sapone e degli altri tensioattivi sintetici, ma qui voglio parlarvi soprattutto di come scegliere i tensioattivi, sia quando si valuta un inci, sia quando si pensa ad uno spignatto.
In generale i detergenti devono contenere, non un tensioattivo, ma minimo due, per migliorare poi con l'aumentare dei diversi tensioattivi (chiaramente inseriti con criterio, non a caso solo per fare numero).
Proprio perché i tensioattivi sono diversi, i detergenti sono più efficaci e più funzionali quando contengono tensioattivi che svolgono funzioni diverse.
In generale comunque hanno una stessa proprietà alla base: avendo una testa idrofila e una coda idrofoba tendono ad abbassare la tensione superficiale dell'acqua distruggendo o sostituendo i legami deboli fra i ponti di idrogeno.
Questa disposizione delle molecole risulta nelle differenti funzioni che i vari tensioattivi svolgono (ognuno in modo leggermente diverso):

Infatti in un detergente i tensioattivi possono svolgere diverse funzioni:


  • Lavante/Detergente – è il minimo giustamente, ovvero le molecole di tensioattivo tendono a circondare le molecole di grasso presenti, sia quelle che corrispondono effettivamente allo sporco da lavare, ma anche al grasso naturale della pelle, non possono fare distinzioni. È il motivo per cui dobbiamo scegliere un tensioattivo sufficientemente delicato, inserirlo alle giuste percentuali e tamponarlo. Quest'azione è la conseguenza di 4 altre funzioni, oltre che a fattori esterni al prodotto detergente:
  1. Emulsionante – ovvero i tensioattivi favoriscono la realizzazione di emulsioni (dispersioni finissime di un liquido in un altro in cui è insolubile), perché abbassando la tensione superficiale tra i due liquidi permettono che si estenda la superficie di contatto tra le due fasi e di conseguenza la formazione di goccioline di un liquido disperse nell'altro.
  2. Bagnante – ovvero i tensioattivi agiscono diminuendo la tensione superficiale del liquido, quindi diminuisce la coesione fra le molecole di acqua, e questo comporta che l'adesività delle molecole di acqua rivolte verso al solido disperso, può uguagliare o superare la coesione fra molecole d'acqua. La conseguenza finale è che le particelle di solido insoluto vengono completamente circondate dal liquido e quindi “bagnate” completamente, rispetto alla dispersione in sola acqua.
  3. Schiumogena – ovvero le molecole di tensioattivo tendono a disporsi sulla superficie del liquido, con le code idrofobe verso l'esterno, questo, come ho già detto comporta un forte abbassamento della tensione superficiale, in quanto le code apolari non sviluppano i legami idrogeno che legano tra loro le molecole d'acqua. La formazione di schiuma è un fenomeno che dipende proprio da questa ridotta tensione superficiale, che rende la superficie meno “elastica”, di conseguenza aumenta la superficie libera del liquido, che ingloba ed intrappola aria. La formazione di schiuma dipende molto anche dall'agitazione meccanica, infatti tendono a dissolversi quando il prodotto non viene sollecitato meccanicamente. La schiuma contribuisce all'azione detergente, circondando le molecole di sporco grasso, ma è importante che il livello schiumogeno non sia ne troppo basso, ma nemmeno troppo elevato. 
  4. Distaccante – ovvero il tensioattivo tende ad insinuarsi attraverso i residui di sporco, circondandolo e formando le note micelle. Quest'azione è dovuta sia alla tendenza bagnante, ma anche alla forza repulsiva tra le teste polari, che quindi tendono ad allontanarsi il più possibile fra loro, data la loro carica.

Ci sono poi altre funzioni aggiuntive che possono essere svolte da un tensioattivo:


  • Solubilizzante – ovvero la capacità del tensioattivo di circondare completamente piccole quantità di olio che vengono completamente disperse nel prodotto, che quindi rimane trasparente
  • Filmogena-Sostantivante – azione protettiva nei confronti dell'eccessivo sgrassamento, azione di solito svolta da alcuni particolari tensioattivi molto delicati, e che spesso contengono una frazione proteica.
  • Condizionante – azione districante sui capelli e ammorbidente su cute e capelli, azione svolta dai tensioattivi cationici.
  • Disinfettante – azione svolta da alcuni tensioattivi, che hanno proprietà batteriostatiche.

Altri fattori che concorrono all'azione detergente propria del tensioattivo sono:

  • Azione Meccanica – non è così strano, è un fatto verificabile anche in azioni quotidiane come il lavare i piatti, dove a volte serve una grattata con il lato ruvido della spugna per rimuovere quello che il detersivo da solo non riesce a rimuovere, l'azione meccanica va a favorire l'azione distaccante del tensioattivo, oltre all'agire sulla schiumogenesi.
  • Azione Termica – anche in questo caso è un fattore verificabile in un'altra azione quotidiana, in questo caso il bucato. È noto che ad alte temperature le macchie (a parte eccezioni particolari) risultano meno resistenti, e il detersivo funziona più facilmente. In questo caso è sempre grazie ad un'ulteriore diminuzione della tensione superficiale dell'acqua, dovuta in questo caso ad un maggiore movimento delle molecole acquose, che quindi formano ponti ad idrogeno meno stabili.
Queste due azioni sono utili, perché permettono di usare un detergente più delicato di quanto effettivamente è necessario.
Infatti come ho detto, i tensioattivi non possono differenziare il grasso derivante da sporco, e quello derivante dallo strato protettivo della pelle, quindi l'uso troppo assiduo di detergenti, oppure l'utilizzo di detergenti troppo sgrassanti può causare irritazioni nel breve termine e dermatiti a lungo terminei, per l'indebolimento della funzione barriera dovuto all'eccessiva rimozione di grasso.
A questo punto, è possibile utilizzare un altro meccanismo di detergenza: la Detersione per Affinità.
Ovvero si sfrutta l'azione solvente, ovvero il meccanismo per il quale  lo sporco grasso tende naturalmente a sciogliersi insieme ai grassi che compongono il prodotto detergente, senza nessuna formazione vera e propria di micelle, ma con un'azione contemporanea emolliente e non sgrassante.
Questo è un tipo di detersione che ad esempio funziona molto bene per la rimozione del make-up, che nella maggior parte dei casi ha una base grassa e cerosa. In questo modo il makeup può essere rimosso senza aggredire e seccare troppo la pelle, bilanciando azione sgrassante dei tensioattivi con l'azione meccanica.
Un prodotto struccante ad esempio può agire in entrambi i modi, ad esempio un latte detergente permette di sfruttare sia l'affinità: ovvero il trucco a base grassa viene emulsionato all'interno della crema detergente, sia la funzione detergente vera e propria, includendo quindi una parte di detersione “classica”, meno aggressiva, nel prodotto, che così riesce a rimuovere più facilmente anche il trucco ceroso.
Nella formulazione di un detergente, è quindi importante sapere a che scopo sarà usato, e renderlo delicato e lavante al punto giusto.

Ma eccovi una panoramica sui tensioattivi più usati negli spignatti e nei prodotti commerciali a tendenza green o non (da evitare):

Sodium Lauryl Sulfate (SLS): Anionico, è uno dei tensioattivi più aggressivi che siano stati usati in cosmesi e tende ad essere molto schiumogeno.
Ormai solo la Lush tende ad usarlo da solo, e qualche marca commerciale lo usa abbinato allo SLES negli shampoo, e il risultato sono diversi problemi della cute, tra cui la rimozione del sintomo "forfora", ma senza la risoluzione del problema alla base: secchezza e cute troppo "sgrassata".
Non molto diverso, anzi, pure più aggressivo secondo alcune fonti, è il parente Ammonium Lauryl Sulfate (ASL), che ora va molto di moda nei prodotti commerciali che si reclamizzano green solo per quello che riguarda provenienza o biodegradabilità delle sostanze usate, e che vogliono vantarsi di non contenere SLS/SLES.
Questo però significa che poi non badano alla formulazione dermocompatibile, dato che potrebbero appoggiarsi ad altri tensioattivi.
In ogni caso non ha senso reclamizzare senza SLS/SLES, e poi usare ALS, è quasi la stessa cosa, anzi, potrebbe persino essere più aggressivo se non viene aggiunto un'adeguato apporto di surgrassante.

Sodium Lauryl Sulfoacetate (SLSA): Anionico, è una versione più delicata dell'SLS, si trova sempre in polvere, non è aggressivo, ma ha un buon potere schiumogeno e lavante. Non è comunissimo nei prodotti commerciali, e non è neanche diffusissimo come materia prima per gli spignatti rispetto ad altri, proprio perché è poco usato le indicazioni d'uso non sono abbondanti come per altri tensioattivi.

Sodium Laureth Sulfate (SLES): Anionico, è il tensioattivo più usato a livello commerciale, sia per il fatto che è molto economico, sia per il fatto che fa abbastanza schiuma e si addensa facilmente con l'aggiunta di economicissimo Cloruro di Sodio, inoltre non ha un odore particolarmente appestante o altri svantaggi pratici.
Viene molto usato anche nelle preparazioni casalinghe data la sua semplicità di utilizzo.
Non è delicato, anzi, è piuttosto aggressivo, anche se meno dell'SLS, la componente etossilata (indicata dal suffisso -eth) lo rende meno sgrassante.
In ogni caso perché il prodotto risultante non sia adatto alle automobili, ma alla pelle umana, in formula deve esserci un tensioattivo anfotero che ne tamponi l'aggressività.
Di solito a livello commerciale in particolare viene usata la Cocamidopropyl Betaine.
Il pallino giallo assegnato dal biodizionario è motivato dalla presenza petrolifera (la parte etossilata), ma lo stesso Fabrizio Zago ha dichiarato che ha un impatto ambientale sicuramente più basso di altri tensioattivi, anzi, la definisce “sostanza facilmente biodegradabile in ambiente aerobico, non si accumula nei fanghi, si degrada benissimo anche in ambiente anaerobico, costa pochissimo e spesso è di derivazione vegetale”, e purtroppo è stata ingiustamente demonizzata a lungo, a favore di tensioattivi assolutamente peggiori.

Sodium Coceth/Myreth Sulfate: Anionici, sono praticamente SLES, ma al posto di acido Laurico viene usato Olio di Cocco (prevalenti Laurico e Miristirico) o acido Miristirico, il potere lavante, irritante e le indicazioni d'uso sono paragonabili al comune SLES.

Sodium Pareth Sulfate: Anionici, vengono indicate diverse lunghezze di catene di carbonio di derivazione petrolchimica (C10-15, C12-15 ecc…), al posto degli acidi grassi vegetali o dell'olio vegetale, vengono usate frazioni di oli minerali a con catene di atomi di carbonio di differente lunghezza. Da evitare per una questione prettamente ambientale, ma l'aggressività è simile a quella degli altri solfati etossilati e la formula deve essere ugualmente bilanciata da una betaina, anzi, in alcuni prodotti commerciali vengono prodotti lotti con questo tensioattivo o lo SLES indifferentemente, seguendo la stessa formula (in inci vengono indicati i diversi lotti e il tensioattivo corrispondente con degli asterischi).

Magnesium Laureth Sulfate: Anionico, è un parente dello SLES, ma al posto di essere un sale sodico, è un sale di Magnesio, essendo quest'ultimo leggermente meno basico del Sodio, il risultato è un tensioattivo leggermente meno aggressivo, ma con le stesse caratteristiche dello SLES. Può essere preferibile alle classiche formule SLES+Betaina perché normalmente viene accoppiato al Disodium Laureth Sulfosuccinate, meno aggressivo della classica Cocamidopropyl Betaine.

Sodium Coco-Sulfate (SCS): Anionico, praticamente equivalente all'SLS, al posto di essere un solfato ottenuto da puro acido Laurico (C12), viene ottenuto da Olio di Cocco, la cui componente di acidi grassi è comunque prevalentemente di Laurico (comunque dovrebbero essere presenti catene da C8 a C18), che rendono la capacità sgrassante e irritante praticamente equivalenti a quelle del più comune SLS. Viene preferito all'SLS semplicemente per motivi di marketing: in primo luogo per poter dire che il prodotto venduto è senza SLS e SLES, in secondo luogo per dare la garanzia di usare un prodotto d'origine vegetale (l'SLS può essere prodotto a partire da derivati petroliferi), cosa sicuramente lodevole, se non fosse al 90% motivata da fini commerciali. Insomma siamo sempre lì: per poter definire il prodotto privo di petrolati oltre che di SLS/SLES.
Le informazioni in merito le potete trovare qui.

Cocamidopropyl Betaine: Anfotero, è il tensioattivo tampone (per il fatto che si tratta di una sostanza anfotera) più comunemente usato nei prodotti commerciali dato il basso costo, ma viene spesso usata anche negli spignatti.
Da sola è un prodotto aggressivo tanto quanto SLS/SLES, ma il motivo per cui viene sempre usata in aggiunta a loro (o ad altri tensioattivi primari anionici) è perché si tamponano a vicenda, l'ideale è proprio inserire tanta betaina quanto SLES. Unita allo SLES aiuta ad ottenere un prodotto denso, invece come tensioattivo primario non c'è modo di addensarla se non con un gelificante.
Viene indicata come a pallino giallo perché contenente una piccola parte ad origine petrolifera, con un discreto impatto ambientale.

Altre Betaine come la Coco-Betaine, Lauramidopropyl Betaine, Olivamidopropyl Betaine, Babassuamidopropyl Betaine: anfoteri, sono sempre tensioattivi abbastanza simili alla Cocamidopropyl Betaine, ma con diversi nomi in base alla materia prima d'origine, e diverso livello di aggressività/delicatezza.
Hanno la stessa funzione di tensioattivi secondari e vanno a tamponare l'aggressività dei tensioattivi anionici, di solito però sono a pallino verde, e di conseguenza spesso anche più costose e quindi anche meno usate nei prodotti commerciali.

Cocamidopropyl Hydroxysultaine: Anfotero, ha una buona azione schiumogena, non è un ingrediente particolarmente delicato, deve essere inserito in una buona formula, e non in eccesso, perché può essere allergizzante. Non so se sia facilmente reperibile come materia prima, l'ho visto solamente in alcuni prodotti commerciali insieme a molti altri tensioattivi.

(Di)Sodium Cocoampho(di)acetate: Anfoteri, sono tensioattivi secondari molto usati negli shampoo ecobio ben formulati, proprio per l'essere Anfoteri possono sostituire le betaine come tensioattivi secondari che vanno a tamponare lo SLES. Agiscono anche come blandi condizionanti, in modo da poter ridurre i condizionanti non biodegradabili (quasi tutti sono a pallino da giallo a rosso), quindi possono essere una buona aggiunta negli shampoo per chi ha i capelli crespi e grossi, ma sconsigliati per chi li ha fini e grassi, in quanto non sono molto lavanti e bagnanti.
Proprio perché agiscono come condizionanti, tendono ad essere piuttosto delicati e ammorbidenti nei detergenti non per capelli. Sono tra i pochi tensioattivi a non bruciare gli occhi, quindi sono ottimi tensioattivi per struccanti e detergenti viso.

Sodium Lauroyl Sarcosinate: Anionico, è uno tra i migliori tensioattivi da ricercare nei prodotti commerciali. È delicato e lavante il giusto (chiaramente se ben inserito nella formula), fa una schiuma buona soprattutto aggiunto alle betaine, mentre da solo non rende allo stesso modo, e sua caratteristica è che si addensa con l'acido (a pH 5, quando è usato come tensioattivo primario) e non con l'aggiunta di sale come i solfati. Essendo abbastanza delicato non è un ottimo tensioattivo primario per gli shampoo,  che non devono lasciare il capello unto, inoltre regge molto poco gli oli. Non si tratta di un tensioattivo estremamente delicato, ma sicuramente è più delicato degli anionici più comuni, SLES e altri solfati etossilati.

Sodium Lauroyl Glutamate: Anionico, contiene una frazione di amminoacidi, che tende a ridurre l'aggressività del tensioattivo tanto da renderlo adatto anche ai prodotti rivolti all'età pediatrica, anche se non è tra i delicatissimi. Ce ne sono di più adatti a neonati e pelli estremamente delicate o che vengono lavate molto spesso, ma sicuramente l'inserimento in formula di questo tensioattivo è indice di un prodotto non eccessivamente sgrassante.

Lauryl Glucoside: Non Ionico, si tratta di un prodotto particolare, a differenza della maggior parte dei tensioattivi è sottoforma di una pasta bianca, che tende ad ammorbidirsi con le alte temperature, e per questo va riscaldato per poterlo utilizzare negli spignatti.
Si tratta di un tensioattivo abbastanza delicato, e proprio per la sua viscosità, aiuta ad addensare i detergenti. È un ottimo schiumogeno, ma resta molto delicato sulla cute. Agisce come un Anfotero, riducendo l'aggressività dei tensioattivi primari Anionici e data la sua delicatezza è adatto alle formulazioni per bambini.

Decyl Glucoside: Non Ionico, fa una buona schiuma e lava abbastanza bene, ma ha il grosso svantaggio di liquefare i detergenti. È leggermente meno delicato del Lauryl Glucoside.

Coco-Glucoside: Non Ionico, non è irritante e sensibilizzante, ed essendo un tensioattivo delicato è adatto anche ai prodotti per l'infanzia e alle pelli particolarmente sensibili. Va bene sia come tensioattivo primario, che secondario. Il prodotto è liquido, ma viscoso e torbido, ma allo stesso tempo non addensa, bisogna usare un addensante esterno o usarlo insieme all'accoppiata SLES-Betaina, così da ottenere un detergente addensato col sale.

Caprylyl/Capryl Glucoside: Non Ionico, tra i glucosidi ha la particolarità di essere un solubilizzante, quindi da solo non è delicatissimo. Ma in formula riduce l'aggressività e l'indice di irritazione cutanea degli altri tensioattivi, inoltre fa una buona schiuma, paragonabile a quella dei tensioattivi Anionici, e anche con una stabilità della stessa anche superiore. Ha quindi una buona azione lavante, ma ha lo svantaggio di liquefare i detergenti.

Alchilpoliglucosidi come Disodium Cocopolyglucose Citrate, Disodium Cocopolyglucose Tartrate e Disodium Cocopolyglucose Sulfosuccinate: Anionici, sono tensioattivi molto delicati (approvati da ECOCERT) adatti specialmente ai bambini e alle pelli molto sensibili, perché hanno ridotto potere aggressivo sulla membrana oculare, e fanno una schiuma morbida. Sono di colore giallo, hanno un odore marcato e nessuna capacità addensante. Danno il loro meglio come tensioattivi addolcenti secondari, a meno di non apprezzare un detergente liquido e leggermente maleodorante.

Sodium Babassuoyl/Cocoyl/Lauroyl Isethionate: Si tratta di tensioattivi venduti solitamente in forma solida. (il Sodium Cocoyl Isethionate esiste anche in soluzione acquosa). In base a quello che si prevede di realizzare, è utile scegliere una delle due forme. Sciogliere del tutto il tensioattivo in forma solida potrebbe essere difficoltoso, e viceversa col prodotto diluito sarà ben difficile realizzare un detergente solido.
In ogni caso l'SCI tende a ricristallizzare in acqua. È infatti uno dei principali costituenti dei Syndet, o di alcuni dentifrici, difficile trovarlo altrove.
In generale sono tutti tensioattivi solidi, scarsamente solubili in acqua e difficili da usare, ve li consiglio solamente dopo aver acquisito una certa esperienza (che io stessa non ho).

Ecco, penso di avervi parlato un po' di tutti i tensioattivi più usati, almeno quelli su cui ho trovato sufficienti informazioni.
Ovviamente di tensioattivi ne esistono davvero tantissimi, e spesso è davvero difficile saperne qualcosa.
Comunque studiando ho fatto la mia scelta, prendendomi i tensioattivi più semplici da utilizzare, sapendo anche vagamente su che ricette orientarmi.
Ho scelto questi:
Sodium Laureth Sulfate, Cocamidopropyl Betaine, Sodium Lauroyl Sarcosinate, Caprylyl/Capryl Glucoside, Decyl Glucoside e Disodium Cocoamphoacetate.

Ora ho scritto già molto, rimando ad un prossimo post come utilizzarli al meglio!
Anche per oggi è tutto!
Alla prossima

Rasmus

Si ringraziano il Forum di Lola, il Forum di Sai Cosa Ti Spalmi, Promiseland.it, Biodizionario.it, Il Forum di Natura è Bellezza, Nononsensecosmethic.org e la fondazione Wikipedia inesauribili fonti di informazioni e di ispirazione

4 commenti:

  1. Ciao e grazie di condividere queste informazioni sul web in maniera così chiara e precisa. Volevo chiederti se mi sapresti dire come si può sostituire il Lauryl Glucoside con un altro tensioattivo che però sia comunque ecobiologico.
    Grazie e buona serata

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    1. Ciao Agnese, grazie dei complimenti :)
      dipende dalla ricetta, ma puoi usare altri glucosidi come decyl glucoside o caprylyl/capryl glucoside, ma devi considerare che questi due tendono ad addensare molto meno, dipende anche da quello che cerchi di realizzare, non tutte le ricette reggono questa sostituzione!

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    2. Ciao!
      Io uso il Lauryl Glucoside per farmi lo shampo. In accoppiata uso una betaina, il coco glucoside e gliceryl oleate. Pensi che mettendo il decyl glucoside come tensioattivo primario mi verrebbe troppo liquido?

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    3. Il Lauryl Glucoside effettivamente addensa parecchio i detergenti, il decyl glucoside molto meno, il rischio è effettivamente che ti rimanga liquido!

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