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Le laurylsulfate d'ammonium ou sulfate de lauryle ammonium (SLA), en anglais ammonium lauryl sulfate (ALS), est une dénomination générique désignant une famille de molécules (les alkylsulfates ou sulfates alkylés], de formule semi-développée CH3(CH2)10CH2OSO3NH4, appartenant à 3 classes d'organosulfates structurellement proches d'autres agents de surface anioniques. (Remarque : on parle d'alkylsulfates à chaîne courte quand leur squelette porte 12 à 14 atomes de carbone et à chaîne longue quand ils en ont plus).
Laurylsulfate d'ammonium | |
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Ammonium lauryl sulfate | |
Identification | |
---|---|
Nom UICPA | Ammonium dodecyl sulfate |
Synonymes |
- Sulfuric acid, monododecyl ester, ammonium salt |
No CAS | |
No ECHA | 100.017.086 |
No CE | 218-793-9 |
PubChem | |
SMILES | |
InChI | |
Apparence | liquide visqueux transparent à jaunâtre, très miscible dans l'eau |
Propriétés chimiques | |
Formule | C12H29NO4S |
Masse molaire[1] | 283,428 ± 0,018 g/mol C 50,85 %, H 10,31 %, N 4,94 %, O 22,58 %, S 11,31 %, |
Propriétés physiques | |
T° fusion | 2 186 °C |
Solubilité | Soluble dans l'eau (18 mg l−1)[2] |
Masse volumique | 1,03 g cm−3 (20 °C, liquide)[3] |
Pression de vapeur saturante | 1.6e-08[2] |
Conductivité thermique | W m−1 K−1 |
Vitesse du son | m s−1 |
Thermochimie | |
S0gaz, 1 bar | J K−1 mol−1 |
S0liquide, 1 bar | J K−1 mol−1 |
S0solide | J K−1 mol−1 |
ΔfH0gaz | kJ mol−1 |
ΔfH0liquide | kJ mol−1 |
ΔfH0solide | kJ mol−1 |
Cp | J K−1 mol−1 |
Précautions | |
SIMDUT[4] | |
Produit non classé |
|
NFPA 704[3] | |
Écotoxicologie | |
DL50 | indisponible |
CL50 | indisponible |
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Ces molécules peuvent se lier chimiquement avec des parties non-polaires d'autres molécules tandis que leur tête (ion sulfate, très polaire) se lie avec des molécules polaires (dont les molécules d'eau).
Le SLA est classé comme un sulfate alkylé anionique ; c'est un puissant surfactant[5]. À partir d'une certaine température (dite température de Krafft ou point de Krafft), les forces de Van der Waals lui font adopter la forme de micelles autour des molécules polaires en suspension dans l'eau.
Les SLA sont étiquetés "Irritant Xi" (R38: Irritant pour la peau, R41: Risque de lésions oculaires graves). Les produits qui en contiennent des quantités significatives (gel douche ou un shampooing) doivent être bien rincés après avoir été appliqués sur la peau.
Les SLA étant biodégradables à 95 %, on leur adjoint souvent d'autres molécules biocides (par exemple de l'acide benzoïque à 0,5 %[6]).
On trouve aussi des SLA parmi les résidus résultant de l'application d'herbicides qui sont tolérés dans des denrées alimentaires commercialisées, par exemple au Royaume-Uni[7].
Cependant, il ne faut pas les confondre avec :
Les substances vendues ou présentées comme appartenant à cette catégorie ne sont généralement pas moléculairement homogènes ni clairement définies (n° CAS ou )[8];. Elles ne sont ni vendues ni utilisées pures et leurs propriétés (dont toxicologiques) dépendent de leur dilution, du solvant et des additifs.
Ce sont souvent plutôt des mélanges d'homologues chimiques (molécules appartenant à la même famille) ayant différentes longueurs de chaîne alkyle[9].
Ils ne sont généralement pas vendus purs, mais par exemple en solution à 28, 50 ou 75 % de laurylsulfate d'ammonium, en mélange avec de l'eau et d'autres produits tels que le formaldéhyde ou le méthanol[8].
Le sulfate d'ammonium a été abondamment produit par l'industrie comme engrais chimique. Il est devenu une matière première peu coûteuse pour produire d'autres molécules.
Pour le grand public, l'histoire du laurylsulfate d'ammonium s'est ensuite en grande partie confondue avec celle des shampoings[10].
À des doses variées, les SLA ont de très nombreux usages, par exemple[11] :
On le trouve principalement dans les formules de bases lavantes et d'agent moussant détergent pour le corps et les cheveux, et secondairement comme émulsifiant et solubilisant dans certaines crèmes de douche et shampooings dits "hydratants" (contenant une phase grasse limitant la perte d'eau par la peau) ;
Les SLA sont :
Bien que ces molécules soient reconnues comme étant « facilement biodégradables », cette information est rarement sourcée ou rarement appuyée sur des données précises[9]. Il faudrait aussi tenir compte des additifs (biodicides ou stabilisateurs) qui sont ajoutés aux produits commercialisés, justement pour qu'ils ne se dégradent pas. La chaîne de tous les produits de dégradation ou de décomposition ne semble pas avoir été très étudiée (donnée classée "Information non disponible" pour la base Reptox[16]), avec de possibles produits dangereux dans la chaîne des produits intermédiaires selon certaines fiches toxicologiques de fabricants[17].
Les données récentes de la Banque de données HSDB sur les substances dangereuses montrent un potentiel important d'exposition des consommateurs en raison de l'omniprésence de cette molécule dans notre environnement proche.
Ce produit a longtemps été considéré comme anodin aux doses auxquelles il est utilisé dans l'alimentation ou les cosmétiques, mais le nombre d'études publiées et accessibles concernant son innocuité semble faible.
Étonnamment, les données toxicologiques de bases sont pour :
Des chercheurs de L'Oréal ont récemment estimé que la peau artificielle pourrait faire un bon support de test d'innocuité pour ce type de produit[18].
Selon la littérature, au-delà d'une certaine concentration, les effets connus sur l'organisme humain ou animal de laboratoire sont :
S'il est inhalé sous forme d'aérosol, il provoque une toux avec sensation de gorge sèche, respiration difficile, congestion nasale et maux de tête.
En tant que surfactant et détergent, ces molécules pourraient faciliter le transport ou transfert passif d'autres molécules au travers de la peau ou des muqueuses.
En 1983, un rapport publié par une structure financée par l'industrie américaine des cosmétiques Cosmetic Ingredient Review, a montré que des shampooings contenant jusqu'à 31 % de SLA avaient été mis sur le marché dans les années 1970-1980 (il est recommandé de ne pas dépasser 1 %[19]). Ce rapport cite six plaintes concernant des problèmes de santé (pour 6,8 millions d'unités vendues). Deux plaintes portaient notamment sur des démangeaisons du cuir chevelu, deux sur des réactions allergiques, un sur des dommages aux cheveux et une autre sur une irritation des yeux[20]. Le CIR se dit indépendant mais est financé par l'industrie des cosmétiques. Il a conclu qu'à la fois le dodécylsulfate de sodium et le laurylsulfate d'ammonium apparaissaient assez sûrs aux doses présentes dans les formulations, pour être utilisés de manière discontinue et brève et avec un rinçage complet de la surface de la peau touchée. Dans les produits destinés à une utilisation prolongée, les concentrations ne doivent pas dépasser 1 %[19]. D'autres rapports[21] se sont montrés beaucoup plus réservés, voire ont posé un diagnostic opposé sur le laurylsulfate de sodium[21], le journal de l'American College of Toxicology (JACT) attire l'attention sur le caractère non anodin de cet ingrédient qui a un effet "sur la dégénérescence des membranes cellulaires en raison de sa capacité à dénaturer certaines protéines"[22] et concernant le laurylsulfate d'ammonium, les experts peinent souvent à se prononcer faute de données claires ou accessibles.
Une enquête se voulant plus exhaustive a été conduite dans le cadre du projet Human and Environmental Risk Assessment (HERA[23]) sur tous les alkylsulfates. La plupart de ces alkylsulfates présentaient une faible toxicité aiguë par voie orale, aucune toxicité pour la peau mais provoquaient une irritation de la peau et des yeux dépendant de la concentration en produit.
Les recommandations de fiches toxicologiques, pour un produit concentré (à 28 % par exemple) sont :
L'exposition professionnelle est mal mesurée dans le monde, mais les CDC américains (Centres pour le contrôle et la prévention des maladies) ont quelques données pour la période 1981-1983 aux États-Unis : d'après les données disponibles, les deux professions enregistrées ayant le plus de contact - de manière routinière - avec des SLA étaient les infirmières et les croque-morts (mais d'autres métiers moins bien suivis le sont aussi, comme les coiffeurs-shampouineurs, les agents de ménage, etc.). Durant ces trois ans, un pool d'infirmières exposées a été suivi ainsi que les directeurs de funérailles (exposés lors du lavage et de la désinfection des dépouilles mortelles)[24].
Des effets aigus ont été constatés sur l'animal de laboratoire[25] :
Les effets sur les organismes du sol :
Pour le produit concentré (exposition professionnelle ou accidentelle), il peut être absorbé par les voies respiratoires et digestives[16].
Pour la manipulation du produit concentré :
À titre d'exemple, en 2006, un inventaire collaboratif a donné comme résultat que du SLA était présent dans :
L'ammonium lauryl sulfate, comme d'autres surfactants, est un bon agent lavant en raison de la façon dont il perturbe la liaison hydrogène de la molécule d'eau (c'est cette liaison hydrogène qui est le premier contributeur à la tension superficielle élevée de l'eau).
En solution, la molécule se sépare en anions et cations. Les anions se réorganisent spontanément en formant ce qu'on appelle des micelles. Dans ces micelles, les ions forment une sphère, avec les têtes polaires (sulfate) orientées vers l'extérieur (la surface) de la sphère alors que les ions non-polaires hydrophobes pointent vers le centre de la sphère.
Autour de chaque micelle, l'arrangement des molécules d'eau est modifié. Elles se réorganisent autour des têtes polaires de la micelle, mais cela perturbe leur liaison hydrogène avec les molécules d'eau qui les entourent. L'effet global qu'ont les milliards de micelles réparties dans une solution aqueuse est que l'eau devient mieux capable de pénétrer des objets tels que les fibres ou les écailles des cheveux, pouvant alors plus facilement y dissoudre ce qui est collé sur ces substrats. Comme sa tension de surface est affaiblie, elle mouille et absorbe également mieux des particules qui autrement flotteraient à sa surface. C'est ce qui explique que des insectes comme les gerris sachant normalement marcher sur l'eau ne le peuvent plus, voire se noient en présence de tensio-actifs (ammonium lauryl sulfate ou d'autres). Quelques gouttes suffisent pour ainsi polluer plusieurs dizaines de litres d'eau et une surface de plusieurs mètres carrés.
Selon les données du projet HERA[23] qui comprenait une analyse de la dégradabilité des alkylsulfates dans l'environnement, tous les alkylsulfates sont facilement biodégradables, même en conditions anaérobies ; 80 % au moins du volume initial se dégrade ou se biodégrade en 15 jours, et 90 % sont dégradés après quatre semaines. Cependant, à cause d'un temps de traitement trop court, les stations d'épuration en laissent passer quelques pourcents (4 à 0,4 % des alkylsulfates à chaîne courte, molécules de 12 à 14 carbones qui sont les plus irritantes pour l'organisme humain).
Comme tous les surfactants, ce produit modifie les propriétés physico-chimiques de l'écotone eau/air (microviscosité, capacité d'échanges...). Il les modifie à toutes les échelles, des échelles atomiques et électroniques (modification de la fraction volumique de la « couche de Stern » de l'eau ou de la solution[27]) aux échelles métriques, en passant par l'échelle moléculaire. Ce faisant, il interfère avec :
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