Les tensioactifs cationiques sont essentiellement des savons ou des détergents, dans lesquels l’extrémité hydrophile, ou qui aime l’eau, contient un ion ou un cation chargé positivement. Des exemples typiques sont les chlorures de triméthylalkylammonium et les chlorures ou bromures d’ions benzalkonium et alkylpyridinium. Tous sont des exemples de quats, ainsi nommés car ils contiennent tous un ion ammonium quaternaire.
Tous les savons ou tensioactifs, abréviation d’agents tensioactifs, fonctionnent selon le même principe de base, basé sur le fait que la plupart des substances dans la nature sont soit hydrophiles, soit hydrophiles, soit lipophiles, soit aimant les graisses. Les substances hydrophiles se dissolvent facilement dans l’eau et les substances lipophiles se dissolvent dans les hydrocarbures, qui sont des composés organiques contenant beaucoup de carbone et d’hydrogène.
Le travail habituel de ces savons ou détergents est de rendre les substances lipophiles – comme les huiles, les graisses et les graisses – solubles dans l’eau, afin qu’elles puissent être éliminées par lavage. Étant donné que l’eau dissout facilement les substances ioniques ou les matériaux contenant un ou plusieurs atomes chargés et que les hydrocarbures dissolvent les huiles, les graisses et les graisses, une molécule de détergent a une extrémité hydrocarbure et une extrémité ionique. L’extrémité hydrocarbure de la molécule de savon se dissout dans une particule de graisse ou d’huile, laissant l’extrémité ionique exposée à l’eau.
Lorsque suffisamment de molécules de savon ont intégré leurs extrémités hydrocarbonées dans la particule, les molécules d’eau environnantes attirent les extrémités ioniques du tensioactif. La particule devient alors émulsionnée ou en suspension dans l’eau. Sous cette forme, il peut être rincé.
La partie hydrophile d’un tensioactif peut être de l’un des quatre types. Il peut être non ionique mais toujours très soluble dans l’eau ; zwitterionic, ce qui signifie qu’il contient à la fois des charges positives et négatives ; anionique ou chargé négativement; ou cationique, qui est chargé positivement. La charge sur la partie ionique affecte de manière significative les propriétés du tensioactif.
Les savons, strictement définis, sont toujours anioniques, donc l’extrémité chargée a une charge négative. Ils sont très efficaces pour émulsifier la saleté huileuse et la maintenir en suspension dans l’eau, et ont de bonnes propriétés moussantes. Ils peuvent cependant réagir avec les ions métalliques présents dans l’eau dure, tels que le calcium et le magnésium, pour former des écumes de savon insolubles.
Les tensioactifs cationiques sont presque tous fabriqués par l’homme et leur partie ionique est chargée positivement. Ils sont également de bons agents émulsifiants et ne forment pas d’écume insoluble avec les ions d’eau dure chargés positivement. Ces tensioactifs se sont également avérés être de bons bactéricides et certains trouvent une utilisation comme antiseptiques topiques. Leurs propriétés germicides les rendent particulièrement utiles dans les désinfectants pour la salle de bain et les mains.
De plus, les tensioactifs cationiques sont attirés par les sites chargés négativement qui se produisent naturellement sur la plupart des tissus. Ils peuvent se lier à ces sites et donner au tissu une sensation douce et luxueuse. Pour cette raison, ils sont souvent utilisés comme assouplissants.