A indústria têxtil utiliza diversos produtos formula-

dos nos diferentes processos químicos realizados como

limpeza, alvejamento, tingimento etc. Muitos dos produ-

tos utilizados nessas formulações são tensoativos e atu-

am permitindo a eficiente limpeza da fibra têxtil natural,

melhorando a homogeneidade em um tingimento, aumen-

tando a capacidade de umectação de um tecido etc.

O entendimento de como atuam os tensoativos per-

mite a compreensão de sua importância nas formula-

ções de auxiliares têxteis e seu melhor uso. Para isso, a

correlação do tipo de tensoativo utilizado e das proprie-

dades desejadas é muito importante e estes são os obje-

tivos deste artigo.

1. Polaridade

É bastante conhecida uma regra para indicar a solu-

bilidade ou miscibilidade de substâncias. A regra é que

substâncias polares dissolvem ou se misturam em subs-

tâncias polares e que substâncias apolares dissolvem ou

se misturam somente em substâncias apolares. Apesar

de apresentar muitas exceções, esta regra ajuda a enten-

der a interação entre as moléculas de dois compostos

(normalmente líquidos) na formação de uma solução ou

de uma mistura em fases distintas.

Um exemplo típico de composto polar é a água e de

composto apolar, os hidrocarbonetos ou compostos es-

sencialmente de carbono e hidrogênio, como os óleos.

A polaridade de uma molécula é resultado das suas

ligações químicas (se estas são polares ou não) e de sua

estrutura. As ligações químicas entre dois átomos po-

dem ser polares ou apolares. A polaridade de uma liga-

ção é maior ou menor dependendo da eletronegatividade

dos átomos envolvidos.

A eletronegatividade é a propriedade que mede a for-

ça que um átomo tem de atrair elétrons. Essa atração atua

sobre todos os elétrons da vizinhança, inclusive nos elé-

trons que estão envolvidos na ligação química. Os áto-

mos mais eletronegativos, portanto, os que mais atraem

elétrons, são o flúor, oxigênio, enxofre, cloro, nitrogênio

e carbono. A eletronegatividade pode variar de 0,7 a 4,0.

Caso uma ligação química contenha átomos com di-

ferença de eletronegatividade, a ligação é chamada de

polar, onde os elétrons envolvidos se deslocam mais na

direção do átomo mais eletronegativo (figura 1). Caso a

diferença de eletronegatividade seja muito grande, o áto-

Tecnologia Processos Química Têxtiln° 84/set.06

Como funcionam os tensoativosno processamento têxtil

Decio Daltin - Químico de Pesquisa da Oxiteno S.A. Indústria eComércio - decio.daltin@oxiteno.com.br

Revisão técnica: Rodrigo Chrispim

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mo mais eletronegativo é capaz de tirar o(s) elétron(s)

do átomo menos eletronegativo. Nesse caso, temos a

formação de uma ligação iônica quando os átomos do

lado esquerdo da tabela periódica se ligam aos átomos

do lado direito, já que a diferença de eletronegatividade

se torna maior.

O deslocamento dos elétrons da ligação no sentido do

átomo mais eletronegativo torna esse átomo mais negati-

vo, já que o elétron tem carga negativa. Essa carga é cha-

mada de carga parcial e é tanto mais forte quanto maior a

diferença de eletronegatividade entre os átomos da liga-

ção. Como mostra figura 1, a ligação entre o carbono e o

hidrogênio é menos polar que a ligação entre o carbono e

o oxigênio. No entanto, as duas ligações são polares.

No caso da água, a molécula é polar devido à gran-

de diferença de eletronegatividade entre os hidrogêni-

os e o oxigênio e também à forma angular da molécu-

la, como mostra a figura 2. Portanto, a concentração

de elétrons é fortemente deslocada no sentido do áto-

mo de oxigênio. Poderíamos então simplificar a molé-

cula de água como sendo uma estrutura onde existe

uma região com concentração de cargas negativas (polo

negativo) e outra região oposta com concentração de

cargas positivas (polo positivo).

No entanto, compostos formados por ligação entre

átomos de eletronegatividades diferentes ainda podem

ser apolares de acordo com sua estrutura. Compostos de

carbono apresentam suas quatro ligações de forma que

os átomos ligados formem um tetraedro. Dessa forma,

caso o carbono esteja ligado a quatro outros átomos

iguais (como no metano) ou a átomos de eletronegativi-

dades próximas (como nas cadeias orgânicas), o com-

posto formado pode ser apolar, como mostra a figura 3.

Neste caso, existe o deslocamento dos elétrons em

direção ao átomo de carbono, no entanto, a soma vetorial

desses deslocamentos é zero. A concentração das cargas

negativas é no centro da molécula, não havendo a cria-

ção de pólos distintos. Nas cadeias orgânicas, sejam elas

lineares ou ramificadas, esse efeito se multiplica, ge-

rando sempre moléculas apolares. Devido a isso, a gran-

de maioria das moléculas orgânicas, como os óleos, ce-

ras e gorduras é apolar.

Com estas definições, podemos discutir mais pro-

fundamente quais as características moleculares que le-

vam à regra discutida no início do capítulo ser verda-

deira na maioria dos casos. Caso coloquemos um com-

posto orgânico como um hidrocarboneto em água, se

formarão duas fases distintas após algum tempo. Isso

pode ser explicado pelas interações entre as moléculas

do hidrocarboneto e as da água. Entre as moléculas dos

hidrocarbonetos existem forças de atração fracas que as

mantém unidas. Essas forças são essencialmente a for-

ça de Van der Waals e a atração por dipolo induzido.

No caso das moléculas polares, as forças de atração

são fortes (forças de dipolo forte), pois existem pólos

negativos e positivos bem definidos em cada molécula,

que se atraem por terem cargas opostas. Essas forças

aproximam as moléculas polares fazendo com que seja

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mais difícil separar as moléculas de compostos polares.

Portanto, para que uma molécula de um hidrocarboneto

possa entrar nessa estrutura, deveria vencer as forças de

atração entre as moléculas de água substituindo-as por

forças muito menores, o que não é natural.

A solubilidade em água (ou em outros compostos

polares) depende da formação de novas forças de dipolo

fortes em substituição às quebradas na solubilização

(para isto a nova molécula inserida na estrutura também

deve ser polar) ou da formação de novas forças de dipolo

iônicas (mais fortes que as forças de dipolo forte) o que

ocorre na solubilização de um sal em água. A força de

dipolo iônica é tão mais forte que a força de dipolo forte

que as moléculas de água se deslocam da estrutura atra-

ídas pelo íon solubilizado.

A solubilidade de um composto na fase orgânica de-

pende da não existência de grandes forças de atração en-

tre as moléculas deste composto. Portanto, moléculas po-

lares (com sua respectiva força de atração de dipolo forte

entre suas moléculas) podem até ser dissolvidas em fase

orgânica, contanto que em concentrações baixíssimas.

Concentrações mais altas fazem com que essas molécu-

las se encontrem e se agrupem devido a essas forças. Esse

efeito continua ocorrendo até que o agrupamento de mo-

léculas polares for grande o suficiente para formar uma

nova fase. É por isso que a água e os sais inorgânicos são

pouco solúveis em hidrocarbonetos.

2. Tensão superficial

Cada molécula de água sofre forte atração das molé-

culas vizinhas, mas a soma dessas forças de atração é

nula, pois é igual em todas as direções. No entanto, isso

não ocorre nas moléculas de água que estão na superfí-

cie (figura 4). Cada molécula da superfície está "desba-

lanceada" com uma força resultante de atração perpen-

dicular à superfície e voltada para dentro do líquido.

Essa força resultante para dentro do líquido empurra

as moléculas da superfície contra o líquido. É esta força

que é chamada de tensão superficial. Qualquer movi-

mento do líquido que resulte no aumento da superfície

(como o espalhamento de uma gota de líquido sobre uma

superfície) resulta em um número maior de moléculas

do meio do líquido que devem ir para superfície. Para

que isso ocorra, deve ser vencida essa força resultante.

Uma gota, ao ser formada na ponta de um conta-go-

tas, vai aumentando de volume (e de massa) até que a

força peso resultante dessa massa seja suficiente para

vencer a tensão superficial do líquido. Portanto, líqui-

dos que apresentam tensão superficial elevada (alta atra-

ção entre as moléculas) apresentam gotas maiores que

líquidos de tensão superficial baixa. Isto pode ser com-

provado pelo número de gotas necessárias para comple-

tar um mililitro de líquido.

Enquanto para a água são necessários em média vin-

te gotas, para o etanol são necessárias uma média de 32

gotas. Esse resultado mostra que a tensão superficial do

etanol é menor que a da água, portanto, a atração entre

as moléculas é menor, resultado de as moléculas de

etanol serem menos polares que as de água.

3. Molhabilidade e umectação

Molhabilidade e umectação são termos diferentes para

descrever um mesmo fenômeno em aplicações distintas.

O termo molhabilidade é utilizado para descrever o quanto

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uma gota de líquido se espalha sobre uma superfície,

molhando-a. Compostos de elevada tensão superficial

tendem a se comportar como gotas esféricas sobre a su-

perfície, molhando-a pouco. Quando a tensão superficial

é menor, o líquido se espalha mais sobre a superfície.

O alto valor de tensão superficial da água é que faz

com que água forme gotas na superfície do vidro de uma

vidraça após a chuva. O álcool etílico apresenta tensão

superficial muito menor que a da água, tendo menos

tendência de formação de gotas sobre a superfície do

vidro que a água. É por isso que muitas pessoas limpam

vidros utilizando papel embebido em álcool. Como a

formação de gotas é diminuída, existe menos chance de

manchamento da superfície depois de seca.

Umectação é o termo utilizado para a molhabilidade

de superfícies mais complexas, como a de um material

têxtil, onde a capilaridade é fundamental para que o lí-

quido penetre profundamente no material. A figura 5

mostra como a redução da tensão superficial facilita a

penetração dos líquidos nas frestas do material, propor-

cionando a capilaridade e, portanto, a umectação.

4. Tensoativos

Tensoativos são substâncias com moléculas que apre-

sentam uma parte apolar ligada a uma outra parte com

característica polar. Dessa forma, esse tipo de molécula

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é polar e apolar ao mesmo tempo. Para representar esse

tipo de molécula, usa-se a figura de uma barra (que re-

presenta a parte apolar da molécula, portanto solúvel

em hidrocarbonetos, óleos e gorduras) e um círculo (que

representa a sua parte polar, solúvel em água), como

representado na figura 6.

lor de eletronegatividade), atrai outros elétrons (de car-

ga negativa) dos carbonos e hidrogênios vizinhos, re-

forçando ainda mais a polaridade negativa dessa região.

Devido a isso, os tensoativos aniônicos são mais solú-

veis em água, já que sua parcela polar é reforçada por

dois efeitos no sentido de aumentar a carga negativa.

Como a região polar apresenta carga negativa, esse tipo

de tensoativo é chamado de tensoativo aniônico.

Existem muitas outras moléculas classificadas como

tensoativos aniônicos. Pode-se alterar a parte apolar com

mudanças na cadeia carbônica e a parte polar com ou-

tros grupos aniônicos como o sulfato, o sulfonato e o

fosfato. Como a solubilidade de um tensoativo em água

depende da quantidade de carga que a parte polar apre-

senta, não importando o sinal desta carga, também exis-

tem os tensoativos com parte polar com carga positiva,

como o mostrado na figura 8.A parte apolar de um tensoativo normalmente tem

origem em uma cadeia carbônica (linear, ramificada ou

com partes cíclicas) pois, como vimos, os carbonos dessa

cadeia, apesar de serem mais eletronegativos que os áto-

mos de hidrogênio, não formam pólos de concentração

de carga eletrostática. A parte polar deve ser formada

por alguns átomos que apresentem concentração de car-

ga com formação de um pólo negativo ou positivo.

A figura 7 mostra uma molécula de sabão de sódio

obtido a partir da neutralização do ácido dodecanóico

(do óleo de coco) com hidróxido de sódio. Na figura, a

molécula do sabão foi colocada sobre a representação

esquemática genérica de um tensoativo, indicando que

a cadeia carbônica forma a parte apolar da molécula e a

carbonila neutralizada forma a parte polar. Quando dis-

solvido em água, o contra-íon de sódio se dissolve na

água e o restante da molécula adquire uma carga negati-

va verdadeira na região da carbonila. Essa região, por

ser formada de dois átomos de oxigênio (de grande va-

O tensoativo da figura 8 também apresenta a mesma

cadeia carbônica formando a parte apolar da molécula.

Agora, a parte polar é formada pelo nitrogênio quater-

nizado, o que lhe dá uma carga positiva. Essa carga atua

também tornando essa parte da molécula solúvel em água.

Os tensoativos que apresentam cargas positivas na

região polar da molécula são chamados de tensoativos

catiônicos. No entanto, o nitrogênio, por ser mais

eletronegativo que o carbono, atrai parcialmente os elé-

trons envolvidos nessa ligação, o que neutraliza um pou-

co a carga positiva da região polar do tensoativo, dimi-

nuindo sua polaridade total. Essa menor polaridade re-

duz a solubilidade em água dos tensoativos catiônicos

quando comparados com os tensoativos aniônicos. É por

isso que produtos detergentes ou xampus podem ser

transparentes (com base em tensoativos aniônicos) e os

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