Fundamentos de Surfactants 

Humidificação:

A água não se espalha em substratos hidrofóbicos, como superfícies cerosas ou oleosas. A adição de um surfactante leva à adsorção da interface. A tensão interfacial água/substrato diminui e a tendência da solução de surfactante para molhar o substrato aumenta.

Os Surfactants com peso molecular relativamente baixo e com cadeias alquílicas ramificadas são aplicados como agentes molhantes.

Impermeabilização:

Quando se pretende tornar um substrato polar mais hidrofóbico, a adição de um tensioativo relevante provoca a adsorção interfacial, com a parte hidrofóbica orientada para a água e a parte hidrofílica orientada para o substrato. A tensão interfacial água/substrato aumentará e a tendência da solução de tensioativo para molhar o substrato diminuirá.

Devido ao facto de os substratos polares serem frequentemente carregados negativamente, os Surfactants para impermeabilização são normalmente catiónicos que têm fortes propriedades de adsorção com a sua cabeça carregada positivamente no substrato carregado negativamente.

Este efeito é a base dos tratamentos de amaciamento da lã e do condicionamento do cabelo, pelo que tanto os amaciadores têxteis como as formulações de condicionadores de cabelo contêm tensioactivos catiónicos.

A emulsão é uma dispersão (gotículas) de um líquido noutro líquido imiscível: a fase que está presente sob a forma de gotículas é designada por fase dispersa ou interna, e a fase em que as gotículas estão suspensas por fase contínua ou externa.
Um dos líquidos é frequentemente a água e o outro é um "óleo" (líquido orgânico quase insolúvel). Se a fase oleosa estiver dispersa na fase aquosa, temos uma emulsão "óleo em água" (O/W), ou uma emulsão "água em óleo" (W/O) no caso oposto. A água e os líquidos "oleosos" imiscíveis não formam espontaneamente uma emulsão.
A adição de um surfactante leva à adsorção da interface: a tensão interfacial água/óleo diminui. Se for adicionada energia mecânica sob a forma de um misturador ao sistema, pode ser possível formar uma emulsão.
No entanto, não é suficiente para dar à emulsão resultante uma estabilidade significativa. Para atingir este objetivo, o processo de adsorção do surfactante deve produzir barreiras de alta energia suficientes em torno das partículas de fase descontínua para evitar a sua re-agregação. Esta estabilização pode ser de natureza eletrostática ou estérica.
A estabilização eletrostática é gerada pela adsorção nas partículas de surfactantes iónicos, principalmente aniónicos, de modo a dar a cada partícula uma carga de sinal semelhante ao do surfactante adsorvido. Em consequência, as partículas repelem-se mutuamente.
A estabilização estérica é, em geral, gerada pela adsorção nas partículas de surfactantes não iónicos com uma parte hidrofílica orientada para a água e com volume suficiente para constituir uma barreira eficaz à aproximação de duas ou mais partículas. Normalmente, o tensioativo não-iónico é um derivado de polioxietileno. A longa cadeia de polioxietileno, que se estende para a fase aquosa e envolve as partículas em fase descontínua, constitui uma barreira eficaz.
A desemulsificação de uma emulsão existente ocorre quando as barreiras electrostáticas ou estéricas são reduzidas ou eliminadas, resultando numa "quebra" da emulsão.

Os mesmos conceitos da emulsificação e da desemulsificação aplicam-se quando a fase descontínua é um sólido.
A dispersão de partículas sólidas em líquido, onde estas são insolúveis, é estabilizada pela adsorção na interface das moléculas de surfactants que produzem barreiras electrostáticas ou estéricas à re-agregação. Neste caso, a energia mecânica é adicionada por um moinho.
Os Surfactants aniónicos etoxilados, que podem combinar a estabilização eletrostática e estérica, têm boas propriedades de dispersão.

Os Surfactants com moléculas hidrofóbicas contendo anéis aromáticos são capazes de se adsorver fortemente ao sólido, pelo que são adequados para dispersar partículas sólidas em água, por exemplo, os derivados aniónicos de tristirilfenol.

Os Surfactants poliméricos também apresentam excelentes desempenhos de dispersão: os nossos agentes hiperdispersantes são capazes de oferecer um excelente poder de dispersão tanto para a água como para os sistemas solventes.

Pelo contrário, a adição de Surfactants que favorecem a redução ou eliminação das barreiras electrostáticas ou estéricas causa floculação.

A espuma é a dispersão de um gás num líquido produzida quando o gás é introduzido numa solução cuja película superficial tem propriedades viscoelásticas.

A água pura não faz espuma, mas se adicionarmos um Surfactants com a estrutura adequada, a adsorção na interface irá conferir propriedades viscoelásticas à película interfacial e a solução irá espumar. Os Surfactants com a capacidade de formar uma camada bem compactada na interface ar/água, melhorando desta forma a estabilidade da espuma, são considerados como agentes espumantes muito bons.

Geralmente, os Surfactants aniónicos são melhores para a formação de espuma do que os não-iónicos.

Na antiespuma, o surfactante adicionado elimina ou reduz as propriedades viscoelásticas da película interfacial, provocando o colapso da espuma. Os Surfactants que se adsorvem na interface para formar uma película pouco compacta são particularmente eficazes como agentes antiespumantes, por exemplo, os que têm uma cadeia alquílica altamente ramificada ou com uma cadeia de polioxietileno terminada ("capped") com uma cadeia de polioxipropileno.

A presença de micelas numa solução torna possível a solubilização de materiais líquidos ou sólidos que são normalmente insolúveis no solvente.
Em soluções aquosas, os materiais polares são geralmente solubilizados na região exterior da micela, perto dos grupos hidrofílicos, enquanto os materiais não polares são solubilizados no núcleo interior da micela, entre os grupos hidrofóbicos.

As soluções aquosas de micelas esféricas têm viscosidades muito baixas. Combinadas com Surfactants adequados, obtêm-se micelas cilíndricas ou cristais líquidos a uma concentração relativamente baixa de surfactante. Este efeito é importante em formulações de produtos de Personal Care, como champôs, géis de duche ou banhos de espuma, em que a concentração total de tensioativo tem de ser mantida em valores relativamente baixos e, ao mesmo tempo, são necessárias viscosidades relativamente elevadas.

A presença de cristais líquidos em soluções de surfactantes é frequentemente indesejável, uma vez que a elevada viscosidade associada pode limitar a solubilidade de outros solutos na solução. A formação de cristais líquidos pode ser inibida pela utilização de materiais tensioactivos conhecidos como hidrótropos que são capazes de perturbar os alinhamentos paralelos das estruturas de cristais líquidos.

A detergência é um processo complexo que envolve tanto a adsorção da interface (humedecimento, emulsificação e dispersão das partículas de sujidade) como a micelização (solubilização das partículas de sujidade nas micelas).