Síntese e caracterização de novos surfactantes derivados de açúcares para a aplicação industrial

Abstract

Os surfactantes foram inseridos no nosso dia-a-dia devido às suas mais variadas propriedades, nomeadamente, de limpeza, dispersão, espuma e emulsificação o que os tornam bastante úteis para aplicação em produtos em limpeza, higiene, cosméticas, entre outros. O facto destas moléculas serem produzidas a partir de fontes não-renováveis e da sua produção aumentar, anualmente, são fatores que contribuem para o incremento de problemas ambientais. Desta forma, é imprescindível procurar vias alternativas sustentáveis e viáveis para a substituição destes surfactantes. Recentemente tem surgido na literatura novas classes de surfactantes, cujos compostos de partida provêm de fontes naturais e renováveis, de que são exemplo os surfactantes derivados de açúcares.Este trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de surfactantes derivados de açúcares aminados. Foram sintetizados surfactantes não-iónicos e catiónicos, usando a glucose e galactose como parte hidrofílica e variando o comprimento da parte hidrofóbica, pela utilização da decilamina e da dodecilamina. A atividade superficial destes novos compostos foi avaliada e comparada com a atividade de dois dos surfactantes mais utilizados a nível industrial, a dietanolamina cocoamida e o cloreto de dodeciltrimetilamónio, um surfactante não-iónico e um catiónico, respetivamente.Com vista à futura aplicação industrial das alquilaminas derivadas de açúcares sintetizadas, nomeadamente em indústrias de detergentes, foram realizadas misturas de surfactantes, tendo por base a constituição de formulações de detergentes de loiça, onde se incorporaram os surfactantes sintetizados. O potencial de detergência destas misturas foi avaliado através da determinação de CMC, avaliação dos índices de emulsificação e da capacidade de formação de espuma, determinação da viscosidade e avaliação dos tipos de agregados formados em solução. Através dos resultados obtidos, foi possível comprovar o forte potencial de detergência por parte das aminas derivadas de açúcares não-iónicas sintetizadas, tornando-as assim uma importante alternativa aos surfactantes não-iónicos que atualmente são incorporados em formulações de detergentes de loiça.

Surfactants are currently indispensable molecules mainly due of their cleaning, dispersing, foaming and emulsifying properties. Surfactants are useful for cleaning, hygiene, cosmetics and pharmaceutical products. However, the increased surfactant production has led to environmental concerns. It is imperative to look for new sustainable and viable alternative routes for substitution of these surfactants, and this can be achieved with the introduction of a new class of surfactants from renewable sources, such as sugar-based surfactants.In this work, non-ionic and cationic sugar-based amine surfactants were chemically synthesized and characterized. Glucose and galactose were used as headgroup, while two different alkyl amines, with different lengths (decylamine and dodecylamine), were used as nonpolar part. The surface tension of these novel compounds was evaluated and compared to the two of the most commonly used industrial surfactants, diethanolamine cocoamide and dodecyltrimethylammonium chloride, a nonionic surfactant and a cationic surfactant, respectively.To industrial application of sugar-based alkylamines, mainly in detergency companies, different surfactant mixtures were studied. The mixtures were based in the constitution of detergent formulations, and the nonionic sugar alkylamines were added to evaluate their synergistic behaviour with anionic and zwitterionic surfactants. The detergency potential and stability were evaluated through CMC measurements, emulsification indexes, foaming, rheology and particle sizes. A strong detergency efficiency of the new non-ionic sugar-based amine was identified.