La mayor parte de los detergentes domésticos llevan alquibencenosulfonatos (LABS). Sólo algunos incorporan AOS y AES.
Los productos detergentes domésticos sólo contienen de un 15 a un 20% de sulfonatos; el resto son sustancias auxiliares y de relleno.
Los compuestos auxiliares añadidos son:
- Secuestradores de los iones Ca y Mg de las aguas duras
- Estabilizadores de la espuma.
- Blanqueantes químicos.
- Blanqueantes ópticos.
- Estabilizadores de la suspensión de la suciedad
- Enzimas proteolíticas.
- Rellenos.
Fortificadores
Las sales de Ca++ y Mg++ de los detergentes sulfonados son solubles en agua y no precipitan, pero estos iones disminuyen su poder detergente porque se fijan sobre las micelas de la suciedad grasa y las floculan en parte. Por ello se añaden secuestradores de estos iones. El más utilizado es el tripolifosfato de sodio, si bien un exceso de fosfatos causa contaminación en ríos y lagos debido a una proliferación anormal de algas y plantas acuáticas que agotan el O2 disuelto en el agua (eutrofización). Cada vez más los fabricantes utilizan zeolitas (silicatos de Al+3 y Na+) que actúan como fijadores de iones Ca++ y Mg++ por intercambio iónico.
Blanqueadores
El blanqueante químico más usado es el perborato de sodio (BO3Na4(H2O) que actúa por su carácter oxidante por encima de 50 ºC.
Los blanqueantes ópticos son compuestos orgánicos incoloros que tienen fluorescencia azulada (absorben luz UV a 360 nm y emiten luz en la región azul del espectro visible a 430-470 nm), la cual, sobre el tejido ligeramente amarillento produce un efecto óptico de blancura. Los más utilizados son derivados del estilbeno.
Estabilizadores de espuma
Los estabilizadores de la espuma son anfifílicos que se sitúan en la interfase aire-líquido. El más utilizado es la hidroxietilamida del ácido dodecanoico (Ac. laúrico).
Alquilbencilsulfonatos lineales.
La obtención de alquilbencenos desde parafinas se realiza en dos pasos; primero las parafinas se halogenan con cloro y las cloroparafinas resultantes se someten a deshalogenación para dar los alquenos correspondientes. Se puede acceder a estos directamente por deshidrogenación. Los alquenos resultantes se tratan con benceno en AlCl3. Controlando las condiciones de reacción se puede conseguir que la molécula de benceno quede en posición central en la cadena de hidrocarburo. Los alquilbencenos en posiciones centrales dan detergentes más espumógenos que son preferidos en muchas aplicaciones.
La sulfonación de los alquilbencenos terminales se realiza con SO3 gaseoso. El SO3 se mezcla con aire (4% de SO3) y se introduce en un reactor en el que cae el hidrocarburo en flujo laminar. La reacción es muy exotérmica y exige buena refrigeración. Los ácidos sulfónicos se tratan con NaOH y se secan con atomizadores para obtener los sulfonatos de sodio en polvo que se usan como detergentes domésticos y como agentes emulsionantes de asfaltos.
Los detergentes sulfonados de mayor consumo, hasta ahora, son los obtenidos por sulfonación de alquilbencenos, constituyen el componente principal de la mayoría de los detergentes domésticos. Se biodegradan lentamente porque el resto fenilo es resistente. Los LABS de sodio son solubles en el agua hasta C16, pero el máximo poder detergente se obtiene para C12-C14. Los LABS en C9-C12 se utilizan como agentes humectantes, mientras que los C15-C18 se utilizan como emulgentes. La utilización de los LABS en los productos de uso doméstico representa alrededor del 50% del total. Entre otras aplicaciones, se puede citar la polimerización en emulsión (poliestireno, polimetacrilato), los concentrados auto emulsionantes de uso agrícola, las espumas sólidas o elastómeras, la dispersión de pigmentos y la emulsión de pinturas polivinílicas, la detergencia industrial, la recuperación del petróleo, la detergencia en medio orgánico, etc.
Los alquilbencenosulfonatos de cadena muy corta: tolueno, xileno, etil o propil benceno sulfonatos se denominan se utilizan como hidrótropos. Estos hidrótropos son anfífilos no tensoactivos, que se incorporan a la superficie de las micelas, para producir una cosolubilización y romper estructuras gelificadas. Los hidrótropos se utilizan en las pastas para reducir la viscosidad y en los detergentes líquidos para evitar las precipitaciones a bajas temperaturas.
Tensoactivos
Tensoactivos catiónicos
La parte tensoactiva lleva una carga positiva. Las aminas primarias, secundarias terciarias y los grupos cuaternarios, derivados cuaternarios de arsénico, fósforo y azufre son sus solubilizantes.
Tensoactivos aniónicos
La parte tensoactiva de la molécula lleva una carga negativa. Los grupos solubilizantes aniónicos son los carboxilatos, sulfonatos y fosfatos.
Sulfonatos de alfa-olefinas (AOS)
Producidos por la reacción de SO3 con alfa-olefinas. El producto es una mezcla de alquenosulfonatos e hidroxialcanosulfunatos. Se utiliza en la elaboración de jabones líquidos es poco irritante para la pie, se reporta que se degrada de mejor manera que los alquilbencenosulfonatos lineares.
Sulfonatos de alcoholes lineales (AS)
La obtención de n-alcoholes primarios de C10-C16 se realiza:
- Con catalizadores Ziegler según el proceso Alfol
- Por reducción de ácidos grasos.
En el primer caso, tras la oxidación con aire seco de los compuestos de trialquilaluminio se obtienen los alcoholes lineales.
La posterior obtención de los esteres sulfúricos se realiza por reacción de los alcoholes con SO3 o ácido clorosulfónico. Se obtienen los monoesteres del ácido sulfúrico cuyas sales de sodio se utilizan como detergentes. Los detergentes de este tipo son poco estables en disoluciones ácidas y básicas porque se hidroliza el grupo ester. Son muy espumógenos y se utilizan en aplicaciones que requieren alta formación de espuma pero pierden su actividad en aguas duras porque sus sales cálcicas son menos solubles. El dodecilsulfato de sodio se usa mucho en champús, geles de baño, pasta de dientes y como dispersante de proteínas en los laboratorios de bioquímica.
Alcanosulfonatos secundarios (SAS)
Las largas cadenas lineales se obtienen de las parafinas céreas del petroleo. Las parafinas se separan del queroseno por disolución en mezclas de metiletilcetona/tolueno o de diclorometano/1,2-dicloroetano y posterior enfriamiento, con lo que precipitan los hidrocarburos de mayor masa molecular. Las n-parafinas se aíslan de sus isómeros ramificados, haciéndolas pasar por tamices moleculares (zeolitas) con poros del orden de 5 Å, que permiten la adsorción de moléculas de alcanos. Las moléculas ramificadas no pueden penetrar en ellas debido a su mayor diámetro. Las n-parafinas se extraen de las zeolitas con pentano u otro disolvente de baja Tb. En general son buenos agentes de flotación.
La sulfonación de los alcanos se hace con SO2 más O2 (sulfoxidación). El reactor se irradia con luz UV de una lámpara o con rayos ( de una fuente de 60Co27; la reacción sigue un mecanismo de radicales. Los ácidos sulfónicos obtenidos se neutralizan con NaOH y se secan en atomizadores para obtener los sulfonatos sódicos en polvo que se usan en los detergentes domésticos o en la industria textil. Son poco sensibles a la dureza de las aguas.
Etoxisulfonatos de alcoholes lineales (AES)
Los alquilpolioxietilensulfatos de sodio se obtienen por reacción de un alcohol de cadena larga y lineal con óxido de etileno.
El óxido de etileno se hace reaccionar con alcoholes de cadena larga (obtenidos según el proceso Alfol), con alquilfenoles (octil, nonil, dodecil) o con ácidos grasos y se obtienen los correspondientes tensoactivos en los que la parte hidrófila contiene un grupo aniónico y otro no iónico. El tratamiento posterior con SO3 o ácido clorosulfónico (ClSO3H), seguido de neutralización con NaOH da lugar a los AES correspondientes.
Estos detergentes no se afectan por los iones calcio y magnesio de las aguas duras, son excelentes agentes espumantes, humectantes y detergentes. Se usan en productos para lavar platos y en champús, por la persistencia de su acción y la suavidad para la piel.
Tensoactivos no iónicos
Una porción del tensoactivo no tiene carga iónica aparente.
Los grupos solubilizantes son hidróxilo y eter.
Tensoactivos anfóteros
Ambas cargas, positiva y negativa, pueden estar presente en la porción tensoactiva
Se solubilizan por algunas combinaciones de uniones de grupos aniónicos y catiónicos, algunos grupos solubilizantes no iónicos pueden también formar parte de las moléculas anfotéricas.
Jabones
El jabón básicamente es una sal sódica o potásica resultante de la reacción química entre un álcali (hidróxido de sodio o de potasio) y un lípido; esta reacción se denomina saponificación. El lípido puede ser de origen vegetal (como el aceite de coco) o animal (como la manteca de cerdo). El jabón es soluble en agua. Por sus propiedades detersivas se utiliza para el lavado de ropa, limpieza corporal, etc.
Los ácidos grasos que se utilizan como materia prima del jabón son los siguientes: Aceites vegetales: coco, soja, maíz, oliva, lino, algodón.
Aceites animales: de pescado, grasas animales.
Luego, estos se combinan con cremas, perfumes y colorantes para darles vistosidad.
Tradicionalmente, es un material sólido. En realidad, la forma sólida es el compuesto «seco», sin el agua que se emplea en la reacción mediante la cual se obtiene el jabón. La forma líquida es el jabón «disuelto» en agua. En este caso, su consistencia puede presentar distintas viscosidades.
Para preparar jabón antibacteriano, se pueden agregar compuestos como triclosán o triclocarbán. Existe cierta preocupación de que el uso de jabones antibacterianos y otros productos pueda fomentar la resistencia a los antimicrobianos en los microorganismos.
Algunos de los más conocidos tipos de jabones son:
- Jabón de Marsella.
- Jabón de Castilla.
- Azul y blanco portugués.
- Jabón de brea.
- Jabón de coche.
- Para afeitar.
- Jabón de Alepo.
- Jabón líquido.