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Desde su introducción en la producción industrial en la década de 1940, los surfactantes se han utilizado ampliamente y se les considera el "GMS de la industria". Sus moléculas poseen características anfifílicas, lo que les permite acumularse en superficies en soluciones acuosas, alterando significativamente sus propiedades. Dependiendo de la proporción de segmentos hidrófilos e hidrófobos y de la estructura molecular, los surfactantes exhiben diferentes propiedades. Presentan diversas características fisicoquímicas, como dispersión, humectación o antiadherencia, emulsificación o demulsificación, formación de espuma o antiespuma, solubilización, lavado, conservación y efectos antiestáticos. Estas propiedades fundamentales son cruciales para el teñido y el procesamiento de textiles. Las estadísticas indican que se utilizan más de 3000 tipos de surfactantes en la industria textil, lo cual es esencial en todos los procesos de producción, incluyendo el refinado de fibras, el hilado, el tejido, el teñido, la estampación y el acabado. Su función es mejorar la calidad de los textiles, optimizar el rendimiento de los hilos en el tejido y acortar los tiempos de procesamiento. De esta manera, los surfactantes contribuyen significativamente a la industria textil.

 

1. Aplicaciones de los surfactantes en la industria textil

 

1.1 Proceso de lavado

En el proceso de lavado textil, es fundamental considerar no solo el efecto de lavado, sino también la suavidad del tejido y los posibles problemas de decoloración. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos surfactantes que ofrezcan una buena eficacia de limpieza, manteniendo la suavidad y la estabilidad del color del tejido, se ha convertido en un objetivo clave de la investigación actual sobre surfactantes. Ante la creciente concienciación sobre la protección del medio ambiente y las estrictas barreras internacionales a las que se enfrentan las exportaciones textiles para obtener certificaciones ambientales, el desarrollo de detergentes eficientes, poco irritantes y fácilmente biodegradables se ha convertido en una prioridad en la industria textil.

1.2 Procesamiento de tintes

Los surfactantes cumplen funciones multifacéticas, actuando como dispersantes para el procesamiento de tintes y como agentes de nivelación en la tintura. Actualmente, los surfactantes aniónicos se utilizan principalmente como dispersantes, incluyendo condensados ​​de naftaleno sulfonato-formaldehído y sulfonatos de lignina. Los surfactantes no iónicos, como los etoxilatos de nonilfenol, suelen mezclarse con otros tipos de surfactantes. Los surfactantes catiónicos y zwitteriónicos presentan algunas limitaciones en su aplicación. A medida que las nuevas tecnologías de tintura, como la tintura por microondas, la tintura con espuma, la impresión digital y la tintura con fluidos supercríticos, evolucionan, los requisitos para los agentes de nivelación y dispersantes se han vuelto más exigentes.

1.3 Agentes suavizantes

Antes del teñido y el acabado, los textiles suelen someterse a pretratamientos como el descrudado y el blanqueo, lo que puede resultar en una textura áspera. Para lograr un tacto suave, liso y duradero, se necesitan agentes suavizantes, la mayoría de los cuales son surfactantes. Los suavizantes aniónicos se han utilizado durante mucho tiempo, pero presentan dificultades de adsorción debido a la carga negativa de las fibras en agua, lo que resulta en un efecto suavizante más débil. Algunos tipos son adecuados para su uso en aceites textiles como componentes suavizantes, como el sulfosuccinato y el aceite de ricino sulfatado.

Los suavizantes no iónicos producen una sensación al tacto similar a la de los aniónicos sin decolorar el tinte. Pueden usarse con suavizantes aniónicos o catiónicos, pero presentan una baja adsorción a la fibra y una baja durabilidad. Se aplican principalmente en el postacabado de fibras celulósicas y como componentes suavizantes y alisantes en agentes de aceite para fibras sintéticas. Clases como los ésteres de ácidos grasos de pentaeritritol y los ésteres de ácidos grasos de sorbitán son importantes, ya que reducen significativamente el coeficiente de fricción de las fibras celulósicas y sintéticas.

Los tensioactivos catiónicos presentan una fuerte adhesión a diversas fibras, son resistentes al calor y al lavado, proporcionando una sensación de suavidad y riqueza. Además, poseen propiedades antiestáticas y un buen efecto antibacteriano, lo que los convierte en los agentes suavizantes más importantes y ampliamente utilizados. La mayoría de los tensioactivos catiónicos son compuestos nitrogenados, que suelen incluir sales de amonio cuaternario. Entre ellos, los compuestos de dihidroxietil amonio cuaternario destacan por su excepcional capacidad suavizante, logrando resultados ideales con tan solo un 0,1 % a un 0,2 % de uso, además de sus funciones humectantes y antiestáticas, aunque son de gran tamaño y presentan problemas de biodegradación. Una nueva generación de productos ecológicos suele contener tensioactivos con grupos éster, amida o hidroxilo que son fácilmente biodegradables por microorganismos en ácidos grasos, minimizando así el impacto ambiental.

1.4 Agentes antiestáticos

Para eliminar o prevenir la electricidad estática generada durante diversos procesos textiles y en el acabado de telas, se requieren agentes antiestáticos. Su función principal es retener la humedad y mejorar las propiedades iónicas de las superficies de las fibras, reduciendo las propiedades aislantes y aumentando la conductividad para neutralizar las cargas y eliminar o prevenir la electricidad estática. Entre los surfactantes, los agentes antiestáticos aniónicos son los más diversos. Los aceites sulfatados, los ácidos grasos y los alcoholes grasos con alto contenido de carbono pueden proporcionar propiedades antiestáticas, suavizantes, lubricantes y emulsionantes. Los alquilsulfatos, especialmente las sales de amonio y las sales de etanolamina, presentan una mayor eficacia antiestática.

Además, los sulfatos de etoxilato de alquilfenol destacan entre los agentes antiestáticos aniónicos por su rendimiento superior. En general, los tensioactivos catiónicos no solo son eficaces antiestáticos, sino que también ofrecen excelentes propiedades lubricantes y de adhesión a las fibras. Sus desventajas incluyen la posible decoloración de los tintes, la menor solidez a la luz, la incompatibilidad con los tensioactivos aniónicos, la corrosión de metales, la alta toxicidad y la irritación cutánea, lo que limita su uso principalmente al acabado de tejidos en lugar de a los agentes oleosos. Los tensioactivos catiónicos utilizados como agentes antiestáticos consisten principalmente en compuestos de amonio cuaternario y amidas de ácidos grasos. Los tensioactivos zwitteriónicos, como las betaínas, ofrecen buenos efectos antiestáticos y propiedades lubricantes, emulsionantes y dispersantes.

Los surfactantes no iónicos presentan una alta retención de humedad y son adecuados para fibras con baja humedad. Generalmente, no afectan el rendimiento del tinte y pueden ajustar la viscosidad en un amplio rango, presentando baja toxicidad y mínima irritación cutánea, lo que facilita su amplio uso como componentes clave en aceites sintéticos, principalmente etoxilatos de alcoholes grasos y ésteres de polietilenglicol de ácidos grasos.

1.5 Penetrantes y agentes humectantes

Los penetrantes y humectantes son aditivos que promueven la rápida humectación de las superficies de fibras o tejidos con agua y facilitan la penetración de líquidos en la estructura de la fibra. Los surfactantes que permiten la penetración de líquidos o aceleran su penetración en sólidos porosos se denominan penetrantes. La penetración depende de que se produzca previamente una humectación adecuada. La humectación se refiere al grado en que un líquido se extiende sobre una superficie sólida al entrar en contacto. Por lo tanto, los penetrantes y humectantes se utilizan no solo en procesos de pretratamiento como el desencolado, la ebullición, la mercerización y el blanqueo, sino también ampliamente en procesos de impresión y acabado.

Las características requeridas para los penetrantes y humectantes incluyen: 1) resistencia al agua dura y a los álcalis; 2) alta capacidad de penetración para acortar el tiempo de procesamiento; 3) mejora significativa de la capilaridad de los tejidos tratados. Los tensioactivos catiónicos no son adecuados como humectantes porque pueden adsorberse en las fibras y dificultar la humectación. Los tensioactivos zwitteriónicos presentan ciertas limitaciones de aplicación. Por lo tanto, los tensioactivos utilizados como penetrantes y humectantes consisten principalmente en tensioactivos aniónicos y no iónicos. Además, en la industria textil, los tensioactivos también se utilizan como agentes de refinación, emulsionantes, espumantes, suavizantes, fijadores e hidrófugos.

El alquilpoliglucósido (APG) es un biotensioactivo sintetizado a partir de alcoholes grasos naturales y glucosa derivada de recursos renovables. Se trata de un nuevo tipo de tensioactivo no iónico con un rendimiento integral, que combina las propiedades de los tensioactivos no iónicos y aniónicos convencionales. Es reconocido internacionalmente como un tensioactivo funcional "verde" de preferencia, caracterizado por su alta actividad superficial, buena seguridad ecológica y solubilidad.