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 , 25 de Outubro de 2014
   Artigos Técnicos
Formulando Detergente
Lava-louça


Por Gabriel Mustafá Misirli
Gabriel Mustafá Misirli – Técnico em Química e Graduando de Engenharia Química na UFRJ.
Consultor Técnico Independente nas áreas de Household e Cosméticos.
www.misirli.eng.br


O segmento de mercado dos detergente lava-louças é altamente competitivo, tendo evoluído no sentido de uma redução dos custos, com a diminuição do teor de matéria ativa nas formulações e conseqüentemente acarretando uma queda na qualidade dos mesmos.
Por ser um produto aparentemente simples e que requer investimento relativamente pequeno, a tendência é da pulverização de produtos, que na grande maioria possuem baixa qualidade, devido à concorrência orientada para produtos com menor preço.
Apesar das várias marcas existentes no mercado e do grande número de produtos basicamente artesanais, o processo de desenvolvimento de um detergente não é tão simples. Para a formulação de um bom detergente é importante ter o conhecimento das principais matérias-primas com suas respectivas funções.
A seguir, apresentaremos algumas definições básicas e principais matérias-primas, muitas já amplamente conhecidas e divulgadas.

Definições Básicas

Matéria Ativa

No caso do detergente refere-se ao total de tensoativo presente na formulação, expresso em % (p/p).
A matéria ativa de um produto pode possuir características aniônicas, catiônicas ou anfotéricas, de acordo com a estrutura da matéria-prima empregada.

Tensoativo

Os tensoativos são responsáveis pela característica mais importante e desejada em um detergente, a capacidade de remoção das sujidades. Este fato é possível devido a sua estrutura, que possui uma parte hidrofílica e uma parte hidrofóbica.
A figura 1 representa esquematicamente a estrutura de um tensoativo. Eles reduzem a tensão superficial da água, permitindo que a sujeira possa ser removida facilmente através da formação de micelas.
Numa micela, a extremidade apolar do tensoativo fica voltada para o centro, interagindo com o óleo (ou substâncias hidrofóbicas) enquanto a extremidade polar para fora (interagindo com a água).
As micelas são estruturas geralmente esféricas, de natureza coloidal, formadas de tal modo que as partes não polares do detergente se orientam para o interior da mesma, criando assim, uma superfície iônica. Podemos dizer que as soluções de tensoativos formam sistemas dinâmicos onde as micelas estão continuamente sendo formadas e destruídas. Essa característica das soluções de detergentes é importante para o processo de remoção das sujidades, que envolve o deslocamento das partículas de sujeiras de natureza lipofílica para o interior das micelas e a estabilização das mesmas de modo a mantê-las em suspensão, evitando que a sujeira volte a depositar-se sobre a superfície que está sendo limpa.
Os tensoativos são divididos em aniônicos, catiônicos, anfóteros e não iônicos.
A associação de alguns deles pode, além de outras coisas, melhorar o poder de limpeza do detergente e diminuir sua irritabilidade, ou seja, aumentar sua suavidade.

Exemplo: Lauril + LAS Na

De um modo geral, na grande maioria dos casos, podemos dizer que um tensoativo apresenta ao mesmo tempo características de agente molhante, de agente emulsionante, de detergente e de espumante. Entretanto, uma destas características é sempre mais marcante em um determinado tensoativo do que as demais. É esta característica dominante que determina a sua classificação como detergente, emulsionante, etc., conforme o caso.

Matérias-primas e Funções

As principais matérias-primas utilizadas na formulação de um detergente são apresentadas a seguir, com as principais características que as mesmas agregam ao produto final.

1.Matérias-primas Tensoativas:


1.1.
Tensoativos Aniônicos

- Linear Aquil Benzeno Sulfonatos

O Linear dodecil benzeno sulfonato de sódio (LASNa) é o tensoativo mais utilizado, comumente chamado de ácido sulfônico. Praticamente, todos, os detergentes são formulados a partir dele. Sua popularidade se deve tanto ao baixo custo de produção como a sua excelência como detergente, agente emulsionante, promotor de espuma e agente molhante. O LASNa apresenta uma elevada capacidade de remoção da gordura de constituição das mãos. São muito resistentes a presença de sais de cálcio e magnésio, razão pela qual podem ser utilizados em águas duras (com elevado teor de sais de Ca+2 e Mg+2). Pode ser, também, utilizado sob a forma de sais de amônia, de trietanolamina, de potássio e outras bases orgânicas ou inorgânicas. São todos excelentes agentes molhantes, espumantes e emulsificantes, sendo assim, também são, utilizados em uma série de outras aplicações. São compostos biodegradáveis.

- Lauril Éter Sulfato de Sódio

Obtido através da reação de álcoois graxos etoxilados (Álcool graxo + óxido de eteno) com agentes sulfatantes como o SO3. O lauril éter sulfato de sódio (LESS), apresenta uma baixa capacidade de remoção da gordura de constituição da pele.
A associação entre o LESS e o LASNa, acarreta numa melhoria do poder de espessamento, diminuição da irritabilidade dérmica e melhoria da performance de limpeza.
Possui também, uma grande resposta a eletrólitos e uma alta reserva de viscosidade.
Sendo de origem agrícola as suas principais matérias-primas, os derivados do lauril éter sulfato atendem aos requisitos de desenvolvimento sustentável e por serem, também facilmente biodegradáveis, atende aos conceitos de qualidade ambiental.

- Lauril Sarcosinato de Sódio

São tensoativos com boa capacidade de limpeza, suaves e são excelentes formadores e estabilizadores de espuma.

1.2. Tensoativos Não Iônicos


- Alquil Poliglicosídeos

São tensoativos provenientes de fontes renováveis de matérias-primas, como óleo de coco ou palmiste, de onde se obtém os álcoois graxos, e de amido de milho ou batata, de onde provém a glicose. Com isto pode-se evitar totalmente a utilização de matérias-primas petroquímicas.
São produzidos através da reação do álcool graxo com a glicose. Os alquilglicosídeos são bons formadores de espuma, possuem alta solubilidade em meio alcalino ou ácido, alta tolerância a eletrólitos, têm boa capacidade umectante, são doadores de consistência (aumentam a viscosidade).

- Nonilfenóis Etoxilados

Os nonilfenóis etoxilados são obtidos pela reação entre o nonilfenol e o óxido de eteno. Uma das grandes vantagens dessa classe de produtos é que se pode alterar a estequiometria da reação e, assim, obter tensoativos de balanço hidrofílico/lipofílico diferentes (HLB). Nessa classe de produtos, o mais utilizado é o obtido pela reação entre o nonilfenol e o oxido de eteno nas proporções 1:9,5.
As matérias-primas utilizadas para a produção dos tensoativos derivados dos nonilfenóis, além de não serem provenientes de fontes renováveis, apresentam problema de baixa biodegradabilidade, e por isso tem sofrido restrições.
No detergente são utilizados como solubilizante de fragrâncias.

- Álcool graxo etoxilado

Os tensoativos derivados dos álcoois graxos poli etoxilados são obtidos pela reação entre um álcool graxo e o óxido de eteno. A exemplo dos nonilfenóis, a relação estequiométrica entre estes dois componentes pode ser programada de modo a se produzir um tensoativo que apresente um balanço hidrofílico/lipofílico adequado para as aplicações a que se destina. Entre os álcoois graxos mais importantes, utilizados para a produção de derivados etoxilados, podemos relacionar o láurico, o palmítico e o esteárico. A relação estequiométrica entre o álcool graxo e o óxido de etileno pode variar de 2 a 100.
Nos detergentes, os mais utilizados são os álcoois láuricos etoxilados com óxido de eteno na proporção de 1:7; 1:8, por possuírem excelente poder detergente e serem solúveis em água.
Os álcoois graxos, assim como os nonilfenóis etoxilados, podem ser utilizados, também, como solubilizantes de fragrâncias. São compostos facilmente biodegradáveis.

- Dietanolamida de Ácido graxo de Coco

Embora as amidas graxas possam ser obtidas a partir de derivados (ácidos graxos ou metil ester) de qualquer matéria graxa (triglicerídeos) e das bases orgânicas mono e dietanolaminas, as mais usadas são as obtidas a partir do ácido graxo de óleo de coco e da dietanolamina. As amidas graxas de um modo geral (e a dietanolamida de ácidos graxos de coco em particular), são excelentes doadores de viscosidade, estabilizadores de espuma, sobrengordurantes e solubilizantes de óleos e essências. Em decorrência dessas características, as amidas graxas são usadas em formulações de detergentes líquidos, shampoos, sabonetes líquidos e outros.

1.3. Tensoativos Catiônicos

- Aminas Oxidas

Em meio ácido, adquirem características catiônicas mais acentuadas, podendo apresentar incompatibilidades com alguns tensoativos aniônicos. Em pH neutro ou alcalino são totalmente compatíveis com os aniônicos.
Proporcionam efeitos como aumento de viscosidade, condicionamento e efeito antiestático. Estes variam em função da cadeia utilizada. Normalmente, as cadeias C12-C14 influenciam na espuma e enquanto a C16-C18 proporcionam emoliência e condicionamento.


1.4. Tensoativos Anfóteros


- Coco amido propril betaína

É notável por sua compatibilidade com a pele. Reduz a irritabilidade dos alquil sulfatos, alquil éter sulfatos e alquil sulfonados. Proporciona aumento de viscosidade e estabilização da espuma.
Não são adequados para serem utilizados como tensoativo principal, devido ao seu alto custo e performance insuficiente como detergente.
Em pH ácido adquire características catiônicas e pode reagir com alguns tensoativos aniônicos, ocasionando turvação e/ou precipitação.

2. Matérias-primas Coadjuvantes


2.1 Espessantes


- Sais

O mais utilizado é o cloreto de sódio, devido ao seu baixo custo. Pode-se utilizar também o sulfato de sódio e o sulfato de magnésio.

- Espessantes Poliméricos

Existem alguns espessantes poliméricos no mercado, que assim como os sais proporcionam aumento de viscosidade nas formulações, no entanto, apresentam um custo muito mais elevado.

2.2. Sequestrantes


Os agentes sequestrantes têm a função de complexar íons responsáveis pela dureza da água, principalmente os íons Cálcio (Ca+2), Magnésio (Mg+2) e Ferro (Fe+3).
São responsáveis portanto, pelo aumento da estabilidade dos sistemas onde os mesmos são empregados.
Entre os principais sequestrantes utilizados na formulação de um detergente lava-louça, destacam-se o EDTA, EHDP e o Heptanoato de Sódio.
O sequestrante também exerce outro papel muito importante, que é o da potencialização do sistema conservante. Este fato ocorre, pois, retirando os íons do meio, essenciais ao crescimento das bactérias dificultam mais ainda o aparecimento das mesmas.

2.3. Conservantes


O conservante atua como um componente bacteriostático. Na verdade ele não elimina as bactérias, apenas inibe a reprodução.
O Formaldeído é ainda o conservante mais utilizado, devido a sua efetividade e baixo custo.

2.4.
Hidrótopos

São empregados como estabilizadores de formulações de detergentes líquidos ou outros sistemas com altas concentrações de sais inorgânicos e tensoativos. A utilização de hidrótopos nestes casos elimina problemas de separação de fases, potencializa a ação do sistema tensoativo nas formulações, aumenta a solubilização dos mesmos em água, diminui o ponto de turvação. Entre os hidrótopos mais usados temos:
- Uréia
- Cumeno sulfonato de sódio
- Tolueno sulfonato de sódio
- Xileno sulfonato de sódio

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