Глава 4. Синтетические моющие средства

В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств. Наибольшее практическое значение имеют соединения, содержащие насыщенную углеводородную цепь из 10...15 атомов углерода, так или иначе связанную с сульфатной или сульфонатной группой, например

Производство синтетических моющих средств основано на дешевой сырьевой базе, а точнее на продуктах переработки нефти и газа. Они, как правило, не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния.

Следовательно, многие из синтетических моющих средств одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. Некоторые средства пригодны даже для стирки в морской воде. Синтетические моющие средства действуют не только в горячей воде, как это характерно для хозяйственного мыла, но и в воде при сравнительно низких температурах, что важно при стирке тканей из искусственных волокон. Наконец, концентрация синтетических моющих веществ даже в мягкой воде может быть гораздо ниже, чем мыла, полученного из жиров.

Стиральные порошки можно условно разделить на следующие группы:

1. Собственно стиральные средства: универсальные (для всех видов ткани): для стирки шерстяных, шелковых и синтетических тканей; для предварительного замачивания белья.

2. Средства комплексного действия, с помощью которых можно одновременно со стиркой дополнительно обработать ткань, например, подкрасить и продезинфицировать ее. Это чаще используется при ручной стирке.

3. Отбеливатели. Они способствуют удалению с тканей окрашенных пятен, оставшихся после стирки, а также придают белью дополнительную белизну.

4. Подсинивающие средства.

5. Средства антистатической обработки. Применяются при последнем полоскании выстиранных изделий из капрона, нейлона, ацетатного волокна и шерсти.

6. Смягчители. Используются при последнем полоскании изделий и придают тканям из хлопка, льна и вискозных волокон приятное ощущение бархатистости.

7. Аппретирующие средства. Ими пропитывают ткани после стирки для возвращения прежних свойств, ослабленных стиркой. Например, в связи с удалением части крахмала, а также веществ, способствующих водоотталкиванию, используют подкрахмаливающие и гидрофобирующие средства. К этой группе относятся также препараты, обладающие грязеотталкивающими свойствами и делающие ткани несминаемыми.

Более подробно эти группы рассмотрим далее.

Для удаления жирных загрязнений в моющее средство включают щелочные добавки, например, соду или жидкое стекло (соль кремниевой кислоты). Многие загрязнения, особенно белкового происхождения, отстирываются очень плохо. Для облегчения процесса в стиральные порошки добавляют энзимы (ферменты) – вещества биологического происхождения. И к названию порошка добавляется приставка «био».

В отличие от мыла СМС обладают большой моющей способностью, гигиеничностью, экономичностью и целым рядом других преимуществ. Они способны при растворении в воде лучше, чем мыло, смачивать обрабатываемые поверхности, другими словами, увеличивать поверхностную активность воды, являясь более сильными поверхностно-активными веществами, и, кроме того, измельчать загрязнение на такие частички, которые удерживаются в водном растворе во взвешенном состоянии и не оседают на предмет, подлежащий обработке.

Необходимо помнить, что у некоторых людей синтетические моющие средства вызывают раздражение кожи, зуд, покраснение и отек. Поэтому лицам с повышенной чувствительностью к химическим веществам, страдающим аллергией, бронхиальной астмой, крапивницей, экземой, пользоваться СМС нужно особенно осторожно, тщательно соблюдая правила указанные на упаковке.

С добрым старым мылом наши женщины еще и сегодня стояли бы у корыта. Поэтому химики своевременно обратили свое внимание на новые моющие вещества. Ими оказались сульфаты жирных спиртов (фева,1930г.) и алкилбензолсульфонаты, которые начали употребляться в Германии во время второй мировой войны. Сегодняшние моющие средства – это смесь веществ. Их компонентами являются поверхностно-активные вещества, комплексообразователи, оптические осветители, отбеливатели и различные вспомогательные вещества. Мыло содержится в них в очень небольшом количестве и то не как моющий агент, а как обеспениватель. Поверхностно-активные вещества, хотя они и не составляют количественно основную массу смеси, имеют решающее значение для качества стирки. Их назначение – уменьшить поверхностное натяжение воды, улучшить смачиваемость ткани и повысить эмульгатируемость пенообразователей.

Все молекулы поверхностно-активных веществ гидрофильные и гидрофобные части. По заряду активной части молекулы различают анионные (например, карбоксилаты, сульфаты и сульфонаты), катионные (большей частью высокомолекулярные азотосодержащие соединения) и неионогенные поверхностно-активные вещества. Варьирование составных частей, длины цепи и расположения полярных групп в молекулах поверхностно-активных веществ приводит к многообразованию товарной продукции.

Таблица №1 Состав современных моющих средств.

Катионные поверхностно-активные вещества пока еще имеют второстепенное значение. В основном они используются как пластификаторы в моющих средствах.

Из неионогенных поверхностно-активных веществ для очистки тканей применяются почти исключительно производные этиленоксида, спиртов, кислот и амидов жирного ряда и алкилфенолов. Их гораздо больше, чам анионных поверхностно-активных веществ главным образом потому, что имеется более широкая возможность варьирования гидрофобных компонентов. Дешевыми продуктами являются нонилфенолоксэтилаты, но, к сожалению, ткани плохо отмываются от них. В связи с этим наибольшую распространенность получили оксэтилаты спиртов жирного ряда. Постоянный рост потребления неионных поверхностно-активных веществ в последние годы обусловлен тем, что они меньше загрязняют окружающую среду и проявляют моющее действие даже в жесткой воде.

Современные моющие средства содержат 30-50% пентанатрий-ди (или три) фосфата (например, Na5 P3O10*6H2O) и некоторое количество полифосфатов. Они так прочно связывают двух- и трехзарядные ионы металлов, что устраняют серый налет на белье и полосы грязи в ванных, связанные с образованием известкового мыла и других труднорастворимых соединений. При их использовании белье можно стирать даже без предварительного замачивания. Кроме того, полифосфаты усиливают действие поверхностно-активных веществ. Адсорбируясь на волокнах, молекулы полифосфатов отталкивают частицы грязи с поверхности ткани и вследствие электростатического отталкивания способствуют их распределению в моющем растворе. Однако они имеют и существенный недостаток – загрязняют окружающую среду. Продукты гидролиза полифосфатов накапливаются в сточных водах, а поскольку фосфор - необходимый компонент питания растений, то создается нежелательная концентрация этих питательных веществ.

Обычные моющие средства эмульгируют только жиры, а, следовательно, и присутствующие на них частицы грязи. Другие загрязнения, такие как белковые вещества остатков пищи и крови, при этом не удаляются. Более того, в горячей воде они вообще не растворяются. Для устранения подобных загрязнений разработаны биологически активные моющие средства. Эти препараты содержат ферменты, растворяющие белки, - так называемые протеазы. Но, к сожалению, большинство известных протеаз разлагаются в щелочной среде моющего раствора и не выдерживают высокой температуры при стирке.

Чтобы у стираного белья был приятных запах, во все моющие средства вводят парфюмерные отдушки.

Из-за незнания действия моющего средства и правильной технологии стирки потреблялось в среднем на 10-15% больше моющего средства, чем нужно. Да и как разодраться в обилии грубых, быстродействующих, универсальных, легких и тонких стиральных порошков и паст?

Итак, стирка – физико-химический процесс, факторами для которого являются химия (в форме моющих средств), механика (стиральные машины), температура и время. Целью научных исследований и разработок служит увеличение в этом процессе доли химии и уменьшение других, более трудоемких факторов – температуры и времени.

Стирка и химическая чистка изделий из тканей являются химическими процессами. Химик должен знать их условные обозначения, а также допустимые температуры глажки и условия сушки. (Приложение №3)

Универсальными моющими средствами можно стирать изделия из тканей всех видов, но изделия из синтетических, шелковых и шерстяных тканей все-таки лучше стирать жидкими моющими средствами.

В продаже имеются следующие универсальные моющие средства: порошки «Лотос», «Лотос-А», «Лотос-автомат», «Биолан», «Лоск», «Тайд», «Ариэль», «ОМО», «Миф», «Пемос», «Апрель», «Аист», «Мix», «Дося», и др.; пасты «Аэлита», «Ландыш», «Сюрприз», «Эридан», «Фея»,; жидкости «Аста», «Сепераль», «Экс».

Среди СМС универсального действия имеют порошки, содержащие энзимы (ферменты) – «Биолан», «Био-эст», «Биомакс». Ими нельзя стирать изделия из натурального шелка и шерсти.

Разработана технология получения нового синтетического кускового моющего средства (СКМС). Она состоит в основном из синтетических моющих средств, но с обязательной добавкой обычного мыла. Новое СКМС обладает высокой эффективностью при удалении загрязнения, не вызывает раздражения кожи, что предупреждает возникновение различных кожных заболеваний. Организация производства СКМС расширит ассортимент СМС. Это позволит создать препараты для стирки различных видов ткани, для личной гигиены, для мытья рук, для мытья посуды, полов, ванн, кафельных стен, санузлов и др