mercoledì 5 ottobre 2011

I TENSIOATTIVI, COME SI FORMULA UN DETERGENTE

Cosa sono i tensioattivi:
I tensioattivi, principali ingredienti dei detersivi, sono composti organici che sciolti in acqua favoriscono la solubilità dello sporco. Infatti sono composti da una parte che si lega all'acqua (generalmente con carica positiva o negativa ma anche neutra) e da una parte che si lega allo sporco grasso (neutra). Se si immagina il tensioattivo come un fiammifero, il gambo è la parte che si lega al grasso, mentre la testa è la parte solubile in acqua.
La maggior parte dei tensioattivi utilizzati è sintetica, quindi non presente in natura. Alcuni possono essere di origine vegetale, ma la molecola originale è stata etossilata (th) con una frazione di origine petrolchimica.Un trucco per capire se un tensioattivo è di derivazione petrolchimica o vegetale, è vedere da quanti C (atomi di carbonio) è composta la molecola: :il numero dispari corrisponde a tensioattivi petrolchimichi, il numero pari corrisponde a tensioattivi vegetali. (Es. C13 è di origine petrolchimica, C14 è di origine vegetale). Questa regola non si applica ai PEG che, a prescindere dal numero riportato, pari o dispari (4, 15, 20, 50 ecc.), derivano tutti dal petrolio.
Non esistono incompatibilità tra tensioattivi, l'unica differenza è che i tensioattivi cationici sono usati per i balsami, e quelli anionici sono quelli lavanti. Gli anionici e i cationici sono incompatibili, ione positivo (catione) e ione negativo (anione) si accoppiano, formano un sale, ma dato che queste molecole ioniche (i tensioattivi) sono abbastanza grandi l'acqua non riesce a sciogliere bene gli aggregati come fa con il cloruro di sodio e questi precipitano, da questo si evince che si è formato un sale insolubile in acqua .

I tensioattivi si classificano in:

TENSIOATTIVI ANIONICI
Hanno carica elettrica negativa (i saponi, quantitativamente predominanti nei detersivi), incompatibile con i cationici. Le caratteristiche salienti di questi tensioattivi sono: elevata tollerabilità cutanea, capacità di ridurre l'aggressività degli alchil solfati e la derivazione naturale. Per tali motivi vengono comunemente impiegati come tensioattivi secondari, malgrado il  loro limitato potere schiumogeno.
Tra i tensioattivi anionici più comunemente utilizzati si ricordano:
✓ Alchilsolfati (ad esempio INCI: Sodio Lauryl Solfate o SLS): materie prime economiche con elevata capacità schiumogena, ma elevato potere irritante. Il Sls è comunemente utilizzato in tutti i prodotti per comune detergenza (bagnoschiuma, doccia shampoo, saponi liquidi) ed anche per la preparazione di dentifrici.
✓ Alchileteresolfati (ad esempio INCI: Sodium Laureth Solfate o SLES): classe di solfati piuttosto aggressiva, sono facili da viscosizzare ed anche economici, infatti sono usati per la maggior parte dal mercato di massa.
✓ Solfosuccinati (ad esempio: Disodium laureth sulfosuccinate): i diesteri di questi composti sono dei potenti agenti bagnanti, mentre i monoesteri sono tensioattivi molto delicati, ma dal potere schiumogeno limitato.
✓ Acil isetionati (acido laurico, miristico, acidi grassi da cocco): usati per la preparazione dei “saponi non saponi” e per aumentare l’aspetto perlato delle preparazioni. Hanno una tollerabilità cutanea molto elevata.
✓ Condensati proteici con acidi grassi: la loro elevata tollerabilità, la capacità di ridurre l’aggressività degli alchilsolfati e la derivazione naturale, li rendono sostanze comunemente utilizzate come tensioattivi secondari, malgrado il limitato potere schiumogeno. Molti composti appartengono a questa classe, ottenuti condensando acidi grassi da cocco con idrolizzati proteici (collagene, cheratina, seta, proteine di grano, riso, soia, avena, mandorle).
✓ Acilglutamati (ad esempio: Disodium cocoyl glutamate): hanno elevatissima tollerabilità cutanea, malgrado il buon potere schiumogeno. Vanno bene per prodotti liquidi o per mousse detergenti.
✓ Alchil etere carbossilati: hanno una struttura chimica simile agli etero solfati, ma tollerabilità cutanea superiore. Hanno un potere schiumogeno e detergente più debole.
TENSIOATTIVI CATIONICI
Hanno carica elettrica positiva (sono generalmente sali di ammonio quaternario dotati di azione umettante e battericida. Sono utilizzati per realizzare ammorbidenti e balsami per capelli), incompatibile con gli anionici.
Questi tensioattivi non vengono utilizzati come detergenti, in quanto non sono dei buoni agenti lavanti e neppure dei buoni schiumogeni. L'utilizzo più comune è quello sostantivante, in particolare su substrati che presentano cariche negative (in genere avviene l'interazione tra le cariche negative presenti sulle proteine della pelle e dei capelli e la carica positiva del tensioattivo). Per tale motivo il loro impiego è limitato all'utilizzo in prodotti cosmetici ad effetto condizionante e sostantivante come i balsami per capelli; sono utili anche per eliminare l'elettrostaticità dei capelli dopo la detergenza.
Alcuni tensidi cationici, inoltre, hanno un elevato potere antimicrobico che deriva dalla possibilità di fissarsi, grazie alla loro carica positiva, alle membrane delle cellule batteriche, determinandone la rottura.
Da ricordare che i tensioattivi cationici possono causare delle irritazioni e che sono incompatibili con i tensioattivi anionici con i quali formano sali insolubili in acqua.
TENSIOATTIVI NON IONICI
Non hanno carica elettrica (gli alcool). Questa classe ha un elevato potere emulsionante e detergente. hanno la capacità di lavare a basse temperature e sono poco schiumosi. Le caratteristiche salienti dei tensidi non ionici, sono quelle di essere insensibili alle variazioni del pH, avere un certo potere viscosizzante, schiumogeno e addensante. Sono compatibili con tutti gli altri tensioattivi visti in precedenza (anionici, cationici ed anfoteri) e vengono impiegati in associazione ad essi. I saponi non ionici - essendo caratterizzati da una scarsa aggressività e da una bassa probabilità di far insorgere problemi irritativi ed allergici, trovano largo impiego nei prodotti cosmetici per i bambini.
Tra i tensioattivi non ionici più comunemente utilizzati si ricordano:
✓ Monoesteri del saccarosio (ad esempio: Sodium lauryl glucose carboxylate): dotati di notevole delicatezza. Utilizzano i monoesteri con acidi grassi da olio di cocco o acido laurico.
✓ Alchilglucosidi (ad esempio : Coco glucoside, Lauryl glucoside,  Caprylyl/capryl glucoside, Decyl glucoside): eccellenti tensioattivi secondari, altamente biodegradabili, non seccano la pelle dopo l’utilizzo e tendono a mantenerla con la propria idratazione basale, grazie alla presenza di zuccheri nella molecola.
TENSIOATTIVI ANFOTERI:
Hanno carica elettrica sia positiva che negativa. Buoni schiumogeni. Attenuano l'aggressività dei tensioattivi anionici per questo nella cosmesi sono spesso accoppiati. Il loro potere detergente è ridotto, ma sono delicati, utilizzabili sia in prodotti per l’infanzia, che per particolari patologie:
Tra i tensioattivi anfoteri più comunemente utilizzati si ricordano:
✓ Alchilbetaine (ad esempio: Betaine): riducono l’aggressività di alchilsolfati o alchileteresolfati.
✓ Alchilamidopropil betaine (ad esempio: Cocamidopropyl betaine, Lauramiclopropyl betaine): hanno le stesse caratteristiche delle betaine, ma migliore tollerabilità cutanea.
✓ Alchilanfoacetati e alchilanfodiacetati (ad esempio: Disodium Cocoamphodiacetate): eccellenti schiumogeni, in grado di ridurre l’aggressività degli alchil alchiletere solfati. Sono meglio tollerati sulla cute rispetto alle betaine.

Come mixare i tensioattivi per creare un detergente?  
Per ogni detergente che si andrà a formulare(shampoo, docciaschiuma ecc.) si sceglieranno tensioattivi adatti: se non deve bruciare gli occhi i tensioattivi a più basso profilo irritativo, se deve essere delicato andare di anfoteri, glucosidi, glutammati, se si deve fare uno shampoo scegliere i tensioattivi che spandono meglio sui capelli (quelli ad elevato potere bagnante, tipo lo sles) accoppiati a tensioattivi dal debole potere condizionante (tipo il diacetato).
Nel dubbio cercare delle formule commerciali che vi soddisfano e usatele come fonte di ispirazione per produrre la vostra formula. Formulando un  prodotto dobbiamo tenere conto delle seguenti caratteristiche che gli vogliamo dare, (forza lavante, schiuma, delicatezza, densità) , dividere la formula in 3 fasi, e calcolare la sostanza attiva lavante (s.a.l.):

FORZA LAVANTE 
Determinata dalla S.A.L. (sostanza attiva lavante) che è diversa per ogni prodotto: uno shampoo per capelli grassi deve sgrassare molto, un detergente per pelli secche un pò meno, un detergente per l'igiene intima ancora di meno.
SCHIUMA
Proporzionale alla sostanza attiva lavante, cioè  il prodotto più fa schiuma e  più lava. Un tensioattivo che rende la schiuma morbida e a bolle piccole è il sodium lauroyl sarcosinate . La betaina e lo sles danno schiuma instabile a bolle grandi.
DELICATEZZA SULLA PELLE 
Dipende oltre che dalla SAL anche da vari altri fattori.
Sodium lauryl sulfate è molto irritante, il sodium laureth sulfate molto meno, la betaina  ancora meno, il sodium cocoamphodiacetate ancora meno.
Le combinazioni di tensioattivi, mantenendo ferma la SAL, sono meno irritanti di un tensioattivo da solo.
Quindi se lo SLES irrita abbastanza, la  betaina  un pò meno, se facciamo un mix sles-betaina, irriterà ancora di meno .
Un detergente fatto da sola betaina, che viene considerata delicata, potrebbe risultare più aggressivo di un mix con un altro tensioattivo.
Inoltre  le proteine schermano la pelle dall'azione sgrassante dei tensioattivi quindi rendono il prodotto più delicato; i surgrassanti impegnano parte della funzione lavante del prodotto nell'emulsionarli quindi alla fin fine il prodotto sgrassa meno e risulta molto più delicato.
DELICATEZZA SUGLI OCCHI 
Si formulerà il prodotto a ph 7, comunque ci sono dei tensioattivi che danno minore irritazione oculare .
DENSITA' 
La densità del prodotto finale non è indispensabile , ma utile solo perchè più pratico da usare e dosare.
Si può addensare scegliendo : sles + betaina + sale  (maggior parte dei prodotti commerciali), oppure sarcosinato + acidificazione a pH 5 ( il sarcosinato non regge gli oli  e il bagnoschiuma denso si potrebbe liquefare), oppure ancora con l'aggiunta di lauryl glucoside, che in inverno è solido e rende il prodotto ben più denso. Se il nostro mix risulta ancora liquido si può addensare con gomma xanthana, che però ha il difetto di rendere il prodotto un po' gelatinoso, scivoloso sulla pelle, quasi mucoso a meno che non se ne metta poca e quindi addenserà poco.

FASE A
- Acqua distillata, o idrolato  (80/90% circa)
- Gomma (facoltativa)
- Glicerina, o sodio lattato
FASE B
- Tensioattivi mixati (10/25% circa)
Il detergente si compone di un tensioattivo primario (quello che "lava") di un tensioattivo di contrasto (che lava e mitiga l'aggressività del primario) e di tensioattivi di contorno che addolciscono la formula.
Di solito il tensioattivo primario è anionico o non ionico ed ha un forte potere lavante oltre che addensante, il tensioattivo secondario di solito è un anfotero o una betaina, altri tensioattivi aggiuntivi sono di solito quelli che da soli non si addenserebbero e non farebbero sufficiente schiuma, oppure al contrario molto schiumogeni ed aggressivi e che quindi si aggiungono per rinforzare una ricetta troppo delicata. Questa in generale, ma se anche non rispettiamo la scaletta di cui sopra otterremo comunque un prodotto lavante. Magari sarà liquido, magari sgrasserà poco, magari seccherà al pelle ma laverà comunque, e non avremo sbagliato; ci sono in commercio detergenti a base di un unico tensioattivo, magari anfotero, che esistono e lavano e non sono "sbagliati". Perchè facciamo formule articolate e non ci accontentiamo di unire un tensioattivo all'acqua, così, semplicemente?
Perchè più una formula è articolata e più risulta poco irritante sulla pelle, i tensioattivi diversi hanno la simpatica tendenza a tamponare l'aggressività l'uno dell'altro, e in special modo le betaine dello SLES o dell'SLS, i glucosidi di tutti i tensioattivi.
L'essenziale è quindi prima di tutto procurarsi una varietà di tensioattivi, che non siano molti ma ben scelti (ovvero scelti in maniera variata).
Ad esempio SLES, betaina, coccoanfodiacetato, sarcosinato e glucoside (la mia preferenza va al lauryl perchè non smonta la densità, gli altri la smontano). Con questi si può fare tutto.
Certo lo SLES, se preso da solo, è aggressivo, il sarcosinato è irritante per più di qualcuno, pure la betaina se presa da sola. La tentazione di fare detergenti solo mixando i tensioattivi dolci (eucarol, glucosidi, diacetato) è forte.
Si può senza dubbio fare, ovviamente il detergente sarà liquido e laverà meno. Il che potrebbe andare pure bene per alcune persone, ma per altre potrebbe che so dare problemi di forfora grassa sui capelli, o una recrudescenza di brufoli sulla schiena. L'essenziale è capire di quanta aggressività si ha bisogno e su questo studiare la SAL (sostanza attiva lavante, ovvero quanti tensioattivi mettere in quanta acqua).
FASE C
- Attivi (1/5% circa)
- Conservante (attenersi alla scheda tecnica)
- Acido lattico (quanto basta)
- Fragranza
. Coloranti


Quale detergente si vuole preparare? Un bagnoschiuma, uno shampoo, un detergente viso?
A seconda del tipo di detergente, le percentuali di SOSTANZA ATTIVA LAVANTE cambiano, ad esempio :


- SAL Detergenti intimi 10%
- SAL Shampoo 10-15%
- SAL Bagno-doccia 18-20%
- SAL Bagnoschiuma 20-25%


La SAL però non corrisponde precisamente alla quantità che si utilizza di tensioattivo, poiché la maggior parte dei tensioattivi in forma liquida non è pura ma composta da acqua e tensioattivo : quindi se si utilizza 30 gr di Sodium Lauroyl Sarcosinate, la sua SAL non è 30, perchè costituito in parte anche da acqua.
Per conoscere la SAL del singolo tensioattivo, si deve consultare la sua scheda tecnica o chiedere al fornitore.
Prendendo come riferimento i numeri accanto ai tensioattivi:


EUCAROL AGE ET =  sodium cocopolyglucose tartrate 30
EUCAROL AGE EC =   disodium cocopolyglucose citrate 30
COCCO AMPHODIACETATO (polichimica) =  disodium cocoamphodiacetate 36,2
TEGO GLUCOSID L 55 =  lauryl glucoside & cocamidopropyl betaine 43
EUCAROL AGE SS =  disodium cocopolyglucose sulfocinate 45
EUPERLAN PK 1200 = coco-glucoside & glycol distearate & glycerin 10/20
PROTELAN VR/K =  sodium cocoyl hydrolysed wheat protein 28/28,4
MAPROSYL 30 = sodium lauroyl sarcosinate 29/29,1
SARCOCID 30 =  sodium lauroyl sarcosinate 29/31
AMPHOTENSID B 4/C = cocamidopropyl betaine 29/32
DEHYTON AB 30 =   coco betaine 29/33
BETAINA (polichimica) = cocamidopropyl betaine 34/37
MOUSSE DE BABASSU = babassoumidopropyl betaine 34/38
PLANTAPON ACG 35 = disodium cocoyl glutamate 34/38
PROTELAN AGL P5 = sodium lauroyl glutamate 36/40
DEHYTON MC = sodium cocoamphoacetate 38/41
REWOTERIC AM 2 C NM = disodium cocoamphodiacetate 39/40,7
PLANTACARE 120 UP = lauryl glucoside 50/53
PLANTACARE 818 UP  =  coco-glucoside 51/53
PLANTACARE 2000 UP = decyl glucoside 51/55
PLANTACARE 810 UP =  caprylyl/capryl glucoside 62/65
LAMESOFT PO 65 =  coco-glucoside & glyceryl oleate 50/55
FACETENSID = disodium laurethsulfosuccinate  35
PLANTAPON SF =  sodium cocoamphoacetate & glyceryn & lauryl glucoside & sodium cocoyl glutamate & sodium lauryl glucose carboxylate 34/45
SLES (vernile) = sodio laurethsolfato 29
SODIUM  OLIVEAMPHOACETATE = 25/35 Scegliere i tensioattivi che si intendono usare e  ipotizzare una formula, ad esempio: 

20 gr di decyl glucoside
12 gr di coco glucoside

Moltiplicare le singole dosi di ogni tensioattivo per il numero che si trova nella tabella corrispettivo al tensioattivo che si sa usando, (in questo caso decyl glucoside 53 ) e (coco glucoside 52)

dose tensioattivo (decyl glucoside)---- > 20x53 <----SAL  = 10
dose tensioattivo (coco glucoside)---- >12x52 <----SAL  =    6
                                                                                           _____
                                                                                              16
Sommare i risultati ottenuti, e si otteniene la   S.A.L. =  16%

Riassunto
Prima si decide COSA formulare.
Si scelgono i tensioattivi facenti parte delle rispettive categorie(anfoteri, ionici,anionici etc etc..) necessari per ottenere un certo risultato, dopo di che si determina la loro singola quantità, quindi si calcola la s.a.l.
Per creare un detergente si può usare SLES oppure sarcosinato ( per schiumogenesi e l'addensamento) come tensioattivi principali, addolciti con anfoteri di vario tipo o altri tensioattivi; più il mix è articolato meglio è. Ci si può aiutare con lauryl glucoside per la densità.
Se il mix risulta liquido aggiustarlo con addensanti .  Aggiungere sempre degli addolcenti, come proteine o surgrassanti, e glicerina.

http://lola.mondoweb.net/viewtopic.php?f=27&t=15682

2 commenti:

  1. posso usare indifferentemente il sodium lauroyl glucose carboxylate (base douceur di aroma zone) e il sodium lauroyl sarcosinato?...per favore rispondete, anche in privato! grazie!

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  2. Eh no! Sono diversi e danno risultati diversi :)

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