Tensioattivi in conceria
I tensioattivi sono una classe di prodotti molto utilizzati nella pratica conciaria in ragione delle peculiari caratteristiche di tali sostanze che ben si coniugano con le necessità del processo conciario.
In passato la Stazione Sperimentale ha effettuato studi di caratterizzazione di tali importanti sostanze (Calvanese, Cipollaro, Naviglio, & Pierri, 2005), focalizzando l’attenzione sui prodotti messi in commercio come “sgrassanti”, utilizzati con l’obiettivo di rimuovere il grasso in eccesso, ovvero per ottenere una omogenea distribuzione dei grassi naturali nei pellami. Tale operazione assume una maggiore importanza per pelli particolarmente grasse, quali quelle di montone, laddove un inefficace sgrassaggio può essere motivo di una disuniforme distribuzione degli agenti concianti e dei coloranti, con la conseguente comparsa di macchie sul cuoio finito. Oltre che nella fase di sgrassaggio delle pelli, i tensioattivi sono utilizzati anche quali stabilizzatori di emulsione in altri prodotti chimici quali prodotti ingrassanti e miscele di rifinizione ed in generale quando possono agire sulla base delle proprie proprietà bagnanti, detergenti e solubilizzanti, aventi una doppia affinità idrofila-lipofila, ed il potere di abbassare la “tensione superficiale” di un liquido, principalmente l’acqua.
Un tensioattivo è un composto chimico che porta nella sua molecola costituente una funzione idrocarburica, di norma da 10 a 20 atomi di carbonio, a carattere prevalentemente idrofobo, e un gruppo di natura chimica, piuttosto varia, a carattere idrofilo. Questa funzione rappresenta la zona solubilizzante del prodotto in acqua.A seconda delle caratteristiche chimiche della parte idrofila si possono distinguere quattro gruppi di tensioattivi: anionici, cationici, non ionici ed anfoteri anche se, per alcuni composti, questo tipo di classificazione può risultare ambigua. Ad esempio le ammine grasse etossilate presentano sia un atomo di azoto a carattere polare cationico sia una catena poliossietilenica a carattere non ionico. In questo caso il carattere polare e conseguentemente le caratteristiche della molecola di tensioattivo dipendono fortemente dalla lunghezza della catena poliossietilenica, risultando a carattere non ionico quando la catena è molto lunga (> 10 unità) mentre le caratteristiche chimico fisiche si avvicinano a quelle dei tensioattivi cationici nel caso di catene medie o corte. L’azione dei tensioattivi nello sgrassaggio è tanto più energica ed efficace quanto meno favorevole è la loro reattività verso la proteina della pelle. Pertanto, se si considera la tendenza dei tensioattivi anionici a legarsi al di sotto del punto isoelettrico del collagene, il loro uso potrà essere utile solo eliminando o contenendo le cariche positive dalla pelle, il che si verifica quando il materiale è a pH leggermente alcalino, cioè nelle condizioni proprie della decalcinazione-macerazione.
I tensioattivi hanno una notevole azione inquinante sull’ambiente, differenziata, tra l’altro, a seconda della tipologia di tensioattivi che si va a considerare. L’impatto ambientale delle diverse tipologie di tensioattivi è legato soprattutto alla degradabilità nei trattamenti delle acque reflue industriali. In quest’ambito la presenza di catene poliossietileniche tende a diminuire notevolmente la biodegradabilità di tensioattivi, indipendentemente dalla loro natura polare. Proprio per questo, i prodotti maggiormente inquinanti sono i tensioattivi non ionici, per primi soggetti a specifiche restrizioni di tipo legislativo. Ad esempio il Regolamento REACh al punto 46 dell’Allegato XII, ha stabilito che il nonilfenolo etossilato (NPEO) non può essere commercializzato od impiegato quale sostanza o costituente di preparati in concentrazione uguale o superiore allo 0,1 % in massa per il trattamento tessile e di pellame, tranne i casi in cui il trattamento avvenga senza rilascio in acque di scarico, o tramite sistemi speciali in cui l’acqua di lavorazione viene pretrattata per eliminare completamente le frazioni organiche prima del rilascio nelle acque di scarico.
Ciò ha spinto la ricerca a trovare alternative all’utilizzo nell’industria conciaria ed un esempio può essere rappresentato dagli alchil-poliglucosidi (APG), tensioattivi non ionici altamente biodegradibili, ottenibili per sintesi enzimatica, tramite lipasi e Beta-glicosidasi, di derivati saccaridi con acidi grassi (esteri) o con alcoli da acidi grassi. Nella fattispecie, lo zucchero rappresenta la parte idrofila del tensioattivo, mentre quella idrofoba è costituita dalla catena alchilica la cui lunghezza influenza le proprietà chimico-fisiche dell’alchilpoliglucoside: catene corte forniscono prodotti dalle ottime proprietà bagnanti, laddove a catene lunghe sono associati elevato potere schiumogeno e notevole capacità detergente.
Bibliografia
Calvanese, G., Cipollaro, L., Naviglio, B., & Pierri, G. (2005). Caratterizzazione di prodotti chimici conciari: sgrassanti. Cuoio Pelli e Materie Concianti (81-6), p. 387-405.
Dott. Gianluigi Calvanese
Responsabile Area Analisi, Certificazione e Consulenza
Pubblicato il: 7 Apr 2023 alle 14:38