Informations sur le savon et le détergent

Les produits de nettoyage jouent un rôle important dans notre vie quotidienne. En éliminant efficacement et en toute sécurité la saleté, les bactéries et autres contaminants, ils nous aident à rester en bonne santé, à prendre soin de nos maisons et de nos biens et à rendre notre environnement plus agréable.

Nous reconnaissons que la compréhension par le public de la sécurité et des avantages des produits de nettoyage est essentielle à leur bonne utilisation. Pour aider à approfondir cette compréhension, nous avons résumé les développements clés de l’histoire des produits de nettoyage, y compris la chimie de leur fonctionnement ; les processus utilisés pour évaluer leur sécurité pour les personnes et l’environnement ; les fonctions de divers produits et de leurs ingrédients ; et les procédés de fabrication les plus courants.

I. Chimie.

Pour comprendre ce qui est nécessaire pour obtenir un nettoyage efficace, il est utile de connaître les bases de la chimie du savon et des détergents.

L'eau, le liquide couramment utilisé pour le nettoyage, possède une propriété connue sous le nom de tension superficielle. Dans une masse d’eau, chaque molécule est entourée et attirée par d’autres molécules d’eau. Cependant, en surface, ces molécules ne sont entourées d’autres molécules d’eau que du côté de l’eau. La tension se produit lorsque les molécules d’eau à la surface sont attirées dans la masse d’eau. Cette tension fait perler l'eau sur la surface (verre, tissu), ce qui ralentit le mouillage de la surface et inhibe le processus de nettoyage. Vous pouvez observer l’effet de la tension superficielle en plaçant une goutte d’eau sur un plan de travail. La gouttelette conservera sa forme et ne se propagera pas.

Pendant le processus de nettoyage, la tension superficielle doit être réduite afin que l'eau puisse diffuser et mouiller la surface. Les produits chimiques qui font cela efficacement sont appelés tensioactifs ou tensioactifs. On dit qu'ils rendent l'eau « plus humide ».

Les tensioactifs remplissent également d'autres fonctions importantes dans le nettoyage, telles que détacher, émulsifier (disperser dans l'eau) et maintenir la saleté en suspension jusqu'à ce qu'elle puisse être rincée. Les tensioactifs fournissent également une alcalinité, ce qui aide à éliminer la saleté acide.

Les tensioactifs sont classés en fonction de leurs propriétés ioniques (chargées) dans l'eau : anioniques (chargées négativement), non ioniques (non chargées), cationiques (chargées positivement) et amphotères (chargées positivement ou négativement). Le savon est un tensioactif anionique. D'autres tensioactifs anioniques et non ioniques sont les principaux ingrédients des détergents actuels. Examinons maintenant de plus près la chimie des tensioactifs.

II. Eau savonneuse.

Le savon est le sel de sodium ou de potassium des acides gras hydrosolubles.

Le savon est fabriqué à partir de graisses et d'huiles ou de leurs acides gras par traitement chimique avec une base forte.

Nous examinerons d’abord la composition des graisses, des huiles et des alcalis ; nous passerons ensuite en revue le processus de fabrication du savon.

1. Graisses et huiles

Les graisses et huiles utilisées dans la fabrication du savon proviennent de sources animales ou végétales. Chaque graisse ou huile est constituée d’un mélange unique de plusieurs triglycérides différents.

Dans une molécule de triglycéride, trois molécules d'acide gras sont attachées à une molécule de glycérol. Il existe de nombreux types de triglycérides ; chaque type est constitué de sa propre combinaison spécifique d’acides gras.

Les acides gras sont des composants des graisses et des huiles utilisées dans la fabrication du savon. Ce sont des acides faibles et se composent de deux parties :

Un groupe acide carboxylique constitué d'un atome d'hydrogène (H), de deux atomes d'oxygène (O) et d'un atome de carbone (C), et d'une chaîne hydrocarbonée attachée au groupe acide carboxylique. Généralement, il se compose d’une longue chaîne droite d’atomes de carbone (C) avec deux atomes d’hydrogène (H) par atome de carbone (C).

2. Alcali

Les alcalis sont des sels solubles de métaux alcalins tels que le sodium ou le potassium. À l’origine, les alcalis utilisés dans la fabrication du savon étaient obtenus à partir des cendres de plantes, mais ils sont aujourd’hui produits commercialement. Aujourd'hui, le terme alcali décrit une substance qui est chimiquement une base (par opposition à un acide) et qui réagit avec les acides et les neutralise.

Les bases couramment utilisées dans la fabrication du savon sont l'hydroxyde de sodium (NaOH), également appelé soude caustique, et l'hydroxyde de potassium (KOH), également appelé potasse caustique.

3. Comment est fabriqué le savon ?

La saponification des graisses et des huiles est le procédé le plus utilisé pour fabriquer du savon. La méthode consiste à chauffer des graisses et des huiles et à les faire réagir avec une lessive liquide pour produire du savon et de l'eau (savon pur) ainsi que de la glycérine.

L’autre procédé majeur de fabrication du savon est la neutralisation des acides gras avec de la lessive. Les graisses et les huiles sont hydrolysées (décomposées) par de la vapeur à haute pression pour produire des acides gras bruts et du glycérol. Les acides gras sont ensuite purifiés par distillation et neutralisés avec un alcali pour produire du savon et de l'eau (savon pur).

Lorsque la base est de l'hydroxyde de sodium, du savon de sodium se forme. Le savon de sodium est un savon « dur ». Lorsque la base est de l'hydroxyde de potassium, du savon de potassium se forme. Les savons au potassium sont plus doux et se trouvent dans certains savons liquides pour les mains et crèmes à raser.

L’extrémité carboxylate de la molécule de savon est attirée par l’eau. C'est ce qu'on appelle l'extrémité hydrophile (qui aime l'eau). La chaîne d'hydrocarbures est attirée par les huiles et les graisses et repoussée par l'eau. C'est ce qu'on appelle l'extrémité hydrophobe (qui déteste l'eau).

4. Comment la dureté de l'eau affecte les résultats du nettoyage ?

Bien que le savon soit un bon agent nettoyant, il est moins efficace lorsqu’il est utilisé dans de l’eau dure. La dureté de l'eau est causée par des sels minéraux tels que le calcium (Ca) et le magnésium (Mg), ainsi que par la présence occasionnelle de fer (Fe) et de manganèse (Mn). Les sels minéraux réagissent avec le savon pour former un précipité insoluble appelé film de savon ou écume.

Le film de savon ne se rince pas facilement. Il a tendance à persister et à créer des dépôts visibles sur les vêtements et à rendre les tissus rigides. Il peut également être installé dans les baignoires, les éviers et à l’intérieur des machines à laver.

Certains savons sont consommés en réagissant avec les minéraux de l’eau dure pour former un film. Cela réduit la quantité de savon disponible pour le nettoyage. Même lorsque les vêtements sont lavés à l’eau douce, certains minéraux de dureté sont transportés par la saleté des vêtements. Les molécules de savon ne sont pas très polyvalentes et ne peuvent pas être adaptées à la large gamme actuelle de fibres, de températures de lavage et de conditions d'eau.

III. Tensioactifs dans les détergents.

Le détergent est un produit de nettoyage efficace car il contient un ou plusieurs tensioactifs. En raison de leur composition chimique, les tensioactifs utilisés dans les détergents peuvent être conçus pour fonctionner correctement dans diverses conditions. Ces tensioactifs sont moins sensibles aux minéraux de dureté présents dans l’eau que le savon et la plupart ne forment pas de film.

Les tensioactifs détergents ont été développés en réponse aux pénuries de graisses et d'huiles animales et végétales pendant la Première et la Seconde Guerre mondiale. De plus, il fallait une substance résistante à l’eau dure pour rendre le nettoyage plus efficace. À cette époque, le pétrole s’est révélé être une source riche pour la fabrication de ces tensioactifs. Aujourd’hui, les tensioactifs détergents sont fabriqués à partir d’une variété de produits pétrochimiques (dérivés du pétrole) et/ou oléochimiques (dérivés des graisses et des huiles).

1. Produits pétrochimiques et produits chimiques pour graisses

Comme les acides gras utilisés dans la fabrication du savon, le pétrole et les graisses contiennent des chaînes d’hydrocarbures qui repoussent l’eau mais sont attirées par les huiles et les graisses présentes dans le sol. Ces chaînes hydrocarbonées sont utilisées pour rendre hydrofuges les extrémités des molécules tensioactives.

2. Autres produits chimiques

Des produits chimiques comme le trioxyde de soufre, l’acide sulfurique et l’oxyde d’éthylène sont utilisés pour produire les extrémités hydrophiles des molécules de tensioactif.

3. Alcalis

Comme dans la fabrication du savon, les alcalis sont utilisés pour fabriquer des tensioactifs détergents. L'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium sont les bases les plus courantes.

4. Comment sont fabriqués les tensioactifs détergents

Tensioactifs anioniques

Le produit chimique réagit avec les hydrocarbures provenant du pétrole ou des graisses et des huiles pour produire de nouveaux acides similaires aux acides gras.

Une deuxième réaction ajoute une base au nouvel acide pour produire une molécule tensioactive anionique.

Tensioactifs non ioniques

Les molécules de tensioactifs non ioniques sont préparées en convertissant d'abord les hydrocarbures en alcools, puis en faisant réagir les alcools gras avec de l'oxyde d'éthylène.

Ces tensioactifs non ioniques peuvent ensuite réagir avec des acides contenant du soufre pour former un autre type de tensioactif anionique.

5. Comment fonctionnent les savons et les détergents ?

Ces types d’énergies interagissent les unes avec les autres et doivent être en bon équilibre. Voyons comment ils fonctionnent ensemble.

Supposons qu'il y ait des taches d'huile sur vos vêtements. L’eau seule ne suffira pas à éliminer ces sols. Cela s’explique principalement par le fait que l’huile et la graisse présentes dans le sol repoussent les molécules d’eau.

Ajoutons maintenant du savon ou du détergent. L'extrémité hydrophobe du tensioactif est repoussée par l'eau mais est attirée par l'huile présente dans le sol. En même temps, l’extrémité hydrophile est attirée par les molécules d’eau.

Ces forces opposées ameublissent le sol et le suspendent dans l’eau. L'eau tiède ou chaude aide à dissoudre l'huile du sol. L'agitation en machine à laver ou le frottement à la main aident à éliminer la saleté.

IV. Sécurité

L’industrie du savon et des détergents introduit de nouveaux produits à mesure que les besoins et les modes de vie des consommateurs évoluent et que de nouveaux procédés de fabrication émergent. L'engagement en faveur de la sécurité est une priorité absolue depuis le moment où une entreprise commence à développer un nouveau produit jusqu'au moment où le produit est mis sur le marché. La Société évalue la sécurité des produits de nettoyage existants en discutant avec les consommateurs, en examinant les développements scientifiques et en surveillant les données d'utilisation des produits qui peuvent influencer le processus d'évaluation de la sécurité.

Pour déterminer la sécurité d’un ingrédient d’un produit de nettoyage, les scientifiques de l’industrie évaluent la toxicité de l’ingrédient. La toxicité est communément définie comme tout effet nocif d'un produit chimique sur les organismes vivants tels que les humains, les animaux, les plantes ou les micro-organismes. Puisque tous les produits chimiques, y compris l’eau, sont toxiques dans certaines conditions d’exposition, les scientifiques doivent prendre en compte de nombreux facteurs qui affectent l’exposition. Ceux-ci incluent la durée et la fréquence d’exposition au constituant ; la concentration du constituant au moment de l'exposition ; et la voie et la manière dont l'exposition se produit (par exemple, les yeux, la peau ou l'ingestion). Ces informations sont essentielles qu'il s'agisse d'évaluer les effets sur les humains, les animaux, les plantes ou les micro-organismes.

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Étant donné que les évaluations de la sécurité humaine et de l’environnement prennent en compte différents types d’exposition, elles sont menées selon des processus différents. Toutefois, les principales étapes du processus d’évaluation sont les mêmes. Ils impliquent :

• Rassembler les données existantes sur la toxicité et l'exposition ;
• Identifier les domaines dans lesquels de nouvelles informations sont nécessaires et, si nécessaire, mener des études appropriées ; et
• Déterminer si le niveau d'exposition prévu est inférieur au niveau provoquant des effets toxiques importants.

Ce processus d'évaluation de la sécurité permet aux scientifiques de prédire les risques potentiels, le cas échéant, associés à l'utilisation d'un ingrédient ou d'un produit et de déterminer s'il est sans danger pour les consommateurs et l'environnement.

La médecine confirme depuis longtemps la relation importante entre la propreté et la santé. L'utilisation régulière de produits d'entretien est essentielle à la santé de notre société et au bien-être de nos citoyens.

Puisque les produits d’entretien font partie de notre quotidien, il est essentiel qu’ils ne présentent pas de risque important pour la santé. Lorsqu’ils examinent la sécurité humaine d’un ingrédient ou d’un produit individuel, les toxicologues (scientifiques qui évaluent la sécurité des produits chimiques) se concentrent sur les effets de deux types d’exposition : intentionnelle et non intentionnelle. L'exposition intentionnelle se produit lorsque les produits de nettoyage sont utilisés conformément aux instructions du fabricant. Des expositions involontaires peuvent survenir suite à une mauvaise utilisation, un stockage inapproprié ou un contact accidentel (par exemple, éclaboussures de nettoyants liquides dans les yeux).

Les dangers de ces types d'expositions sont évalués sur la base des informations obtenues grâce à des tests aigus (à court terme) et chroniques (à long terme) et à un examen des données disponibles. Les voies d'exposition prévues sont prises en compte dans le cadre de cette évaluation.

L'évaluation de la sécurité humaine commence par l'ingrédient spécifique, puis s'étend au produit dans son ensemble. Les produits sont formulés avec les effets de tous les ingrédients pris en compte.

Les toxicologues comparent les expositions attendues lors de la fabrication et de l'utilisation du produit avec les effets attendus. Comment les travailleurs de l’usine seront-ils exposés ? Quelle est l’utilisation prévue du produit ? Est-ce qu'il faut le diluer ? Non dilué ? Une utilisation quotidienne à la maison ? Hebdomadaire sur le lieu de travail ? Les toxicologues considèrent également les effets attendus d’une exposition accidentelle. Par exemple, quel est le danger potentiel si un enfant boit le produit directement à la bouteille ?

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