Guia de Surfactantes para Iniciantes

Aqui vamos falar sobre todas as coisas que você pode fazer com surfactantes (também chamados de tensoativos). Passei por uma fase real de fascínio com estes amigos espumosos, mas achei que seria útil explicar primeiro o que são e como funcionam antes de mergulhar nas formulações.

Os surfactantes podem soar químico na mente, mas existem alguns que são de fato naturais e absolutamente seguros para uso em produtos naturais. Os surfactantes naturais são ótimos porque têm uma enorme variedade de aplicações, são biodegradáveis e ambientalmente seguros, são facilmente ajustáveis ao pH para atender suas necessidades e são suaves e não-irritantes. Os surfactantes com os quais trabalharemos são derivados de açúcares vegetais e enzimas de fonte sustentável e muitos deles são até aprovados pelo ECOCERT, o que significa que você pode usá-los para fazer produtos orgânicos. Os surfactantes/tensoativos são usados em tudo, desde produtos de limpeza doméstica, até shampoo, géis de banho e lavadoras de bebês.

Para entender corretamente os surfactantes, aqui está uma rápida lição de química:

'Surfactante' é a abreviação de 'agente ativo de superfície', e como você pode perceber, eles são ativos na superfície da interface água-ar/óleo. Assim como o sabão, os surfactantes são compostos de moléculas que são anfifílicas, tendo tanto hidrofóbicos ("water-hating"/odeia-água, você também pode pensar neles como lipofílicos/"fat-loving"/ama-gordura) e hidrofílicos ("water-loving" e "fat-hating"). Lembre-se que água e óleo não se misturam para que você possa pensar neles essencialmente como opostos, se uma ponta da molécula gosta de água, ela não vai gostar simultaneamente de gordura/óleo e vice-versa. Estas moléculas surfactantes se posicionam com suas extremidades hidrofóbicas apontando para cima e para longe da superfície da água, enquanto que suas extremidades hidrofílicas apontam para a água (você pode imaginá-las como veleiros no oceano, com as velas hidrofóbicas no ar e o casco hidrofílico na água). Isto quebra a tensão superficial na água, facilitando a limpeza, pois não há mais distinção entre água e óleo (ou seja, eles podem agora se misturar e se espalhar, auxiliando na limpeza e na lavagem).

Outra coisa a ter em mente é que todas as moléculas têm uma carga, portanto, as moléculas surfactantes também têm. Os surfactantes/tensoativos são classificados como aniônicos (carga negativa), catiônicos (carga positiva) ou anfotéricos (podem ser atraídos tanto por carga positiva quanto por carga negativa). Se não houver carga, eles são chamados de surfactantes não-iônicos. Em geral, você quer se ater à regra do tipo similar, então não misture os tensoativos catiônicos e aniônicos, pois eles podem não funcionar tão bem juntos.

Os surfactantes não-iônicos funcionam bem com outros surfactantes, portanto podem ser usados em misturas que são altamente eficazes, mas naturalmente derivadas.

Os surfactantes anfotéricos são normalmente utilizados com outros surfactantes para reduzir a dureza e suportar a espuma.

Aqui está um guia rápido dos meus surfactantes preferidos :

Glucósido decílico - Líquido; não iônico; pH: 11,5-12,5; matéria ativa: 51%; aprovado ECOCERT; espuma rica e de rápida formação, mas de curta duração; baixa viscosidade.

Coco glucósido - Líquido; não iônico; pH: 11,5-12,5; matéria ativa: 55%; aprovado ECOCERT; perolizante/opacificante; tem propriedades entre as de decil e lauril glucósido.

Lauryl glucoside - Líquido viscoso a pastoso se ocorrer cristalização; não iônico; pH: 12; matéria ativa: 50%; formação lenta, mas a espuma mais estável; adequado para produtos de maior viscosidade.

Lauryl betaína - Líquido; anfotérico; pH: 5-8; matéria ativa: 28 - 33%. Tem propriedades antiestáticas e condicionantes.

Isotionato de cocoyl de sódio (mais conhecido simplesmente como SCI): aniônico, surfactante sólido; pH: 5-6,5; matéria ativa: 87%: espuma rica com enxágüe fácil e completo; excelente tolerância à água dura e não deixa escória de sabão. Utilizado principalmente em shampoo e barras de condicionador, e barras sindicais.

Sulfonato de sódio C14-16 alfa olefinas (Hostapur OS líquido): surfactante líquido aniônico; pH: 6-8; matéria ativa: 40%; espuma alta; versátil para uso em produtos de limpeza doméstica, bem como em produtos de higiene pessoal.

Lauroil sarcosinato de sódio - Líquido; aniônico; pH: 8 - 9,3; matéria ativa: 29 - 31%. Tipicamente utilizado como surfactante secundário e em formulações de pH >6.

Lamesoft PO 65 - Uma mistura de glucósido de coco e oleato de glicerilo; pasta; não iônico; pH: 3-4; aprovado ECOCERT; intensificador de viscosidade.

Cocamidopropil betaína - Líquido; anfotérico; pH: 5-6; matéria ativa: 30%. A betaína de Cocamidopropil (vamos chamar assim de agora em diante) é ótima para suportar outros surfactantes e espuma, e ajuda a baixar o pH. Ela não faz muita espuma por si só, portanto é mais comumente usada em conjunto com outro surfactante ou mistura de surfactantes. É usado por si só na formulação de produtos muito suaves, como xampus para bebês ou para peles muito sensíveis.

Os glucósidos são todos bastante similares entre si, sendo a principal diferença molecular o comprimento de suas cadeias de carbono. Eles têm graus ligeiramente variáveis de espuma e longevidade, mas geralmente podem ser substituídos uns pelos outros em uma simples fórmula de surfactantes. Se você estiver fazendo algo específico, como uma lavagem facial, opte por um surfactante de espuma rápida e baixa viscosidade, como o decil glucosídeo, apoiado com coco betaína. Para shampoos, opte por um espumante mais espesso e estável, como o glucósido de laurila, apoiado com um surfactante secundário e betaína de coco.

Formulando com Surfactantes

Geralmente você vai querer usar um surfactante primário junto com surfactante secundário para fazer uma mistura de surfactantes, que é altamente eficaz e equilibrada. Os surfactantes/tensoativos primários são tipicamente aniônicos (mas não os utilizamos realmente, salvo uma exceção, o sarcosinato de lauroil sódio) ou não iônicos, e os surfactantes/tensoativos secundários serão anfotéricos (betaína de coco) mais alguns surfactantes extra não-iônicos utilizados em baixas porcentagens. Estes surfactantes secundários tornam o primário mais suave e suportam/intensificam a capacidade de espuma e a consistência do produto.

Dica: se você estiver fazendo um shampoo ou uma lavagem corporal, mantenha a betaína separada dos outros surfatantes até o final, não os misture todos juntos. Juntos eles compõem uma mistura de surfactantes, mas são adicionados separadamente, caso contrário sua solução final pode ser bastante líquida (ainda funciona perfeitamente, mas não terá a viscosidade agradável típica de um shampoo).

As formulações normalmente seguem uma incorporação das 'Fases A, B e C'.

Seus ingredientes da fase A são normalmente aquosos, portanto água, glicerina, goma xantana, se estiver usando mais seu conservante (o conservante também pode ser adicionado no final, não importa. Alguns acham mais fácil incorporar na fase de água para que se espalhe bem).

Os ingredientes da fase B serão sua mistura surfactante, excluindo a betaína de coco se você estiver fazendo um gel de banho, shampoo, etc. Adicione o surfactante primário, depois adicione os surfactantes secundários não-iônicos um por um, misturando lenta e completamente entre as adições.

A fase C será seu surfactante anfotérico (coco betaína) mais outros ingredientes como óleos veiculares, óleos essenciais e agentes condicionantes ou outros ingredientes ativo.

Misture a Fase A na Fase B, depois adicione a Fase C por último.