Моющие средства: состав и свойства

Реферат

Моющие средства: состав и свойства

План

1. Природа моющих средств

2. Состав моющих средств

1. Природа моющих средств

Моющими средствами называют сложные органические соединения, применяемые в чистом виде или с добавками для стирки изделий из текстильных волокон и мытья различных предметов домашнего обихода. Эти средства облегчают также отбеливание и крашение тканей, изготовление * эмульсий^! и суспензий² при получении пищевых товаров, красочных составов, очистку и- измельчение руд и других природных материалов, повышают антифрикционную способность смазочных материалов и т. д.

Основной (активной) частью моющих средств являются моющие вещества. Они представляют собой органические соединения, обладающие поверхностной активностью, способностью образовывать пену и полуколлоидный раствор в воде. Благодаря поверхностной активности они понижают поверхностное натяжение воды, увеличивая тем самым ее смачивающую способность.

В молекуле моющих веществ имеется длинная углеводородная цепь R, которая для случая мыла на основе .стеариновой кислоты Ci?H35COONa содержит 17 атомов углерода и короткую часть в виде реакционной солеобразующей (карбоксильной) группы.

Полярная часть молекулы обусловливает растворимость мыла в воде, неполярная (гидрофобная) - затрудняет, тормозит растворение и стремится вытеснить молекулу мыла из моющего раствора на поверхность. В связи с этим мыло в растворе концентрируется главным образом на поверхности моющего раствора. При взбалтывании оно образует пену, которая способствует удалению загрязнений из моющего раствора и характеризует наличие в растворе неизрасходованного моющего вещества.

Адсорбируясь на поверхности моющего раствора, покрывая его, мыло снижает поверхностное натяжение воды, в результате чего вода легче смачивает другие тела, проникает в трещины и т. д.

Соотношение длины неполярной и полярной частей в молекуле обусловливает различную растворимость моющего вещества в воде. ,

С увеличением длины углеводородной цепи понижается растворимость, но повышается твердость моющего вещества. Например, мыло на основе стеариновой кислоты твердое, имеет низкую растворимость в воде комнатной температуры. При добавлении жирных кислот с меньшим количество углеродных атомов улучшается растворимость мыла. Моющие средства содержат Обычно от 8 до 20 углеродных атомов в неполярной части, образуя полуколлоиды, т. е. находятся в растворе как в виде молекул, так и в виде более крупных частиц (агрегатов).

Мыло содержит карбоксильную группу - СООН, способную взаимодействовать с солями кальция и магния, содержащимися в жесткой воде. Это приводит к образованию нерастворимого «известкового мыла», оседающего на ткани и отрицательно сказывающегося на ее прочности.

При производстве других видов моющих веществ карбоксильную группу блокируют или заменяют на иную реакционную полярную группу

Таким образом, свойства моющих веществ зависят от вида и длины углеводородной части и природы активной группы. Углеводородная часть моющих веществ может содержать радикал алифатический (СНз-GHz-СН2...... СН2 - сокращенно алкил) или ароматический, например бензольный остаток (арил). Бензол содержит лишь шесть углеродных атомов, поэтому в ароматический цикл вводят несколько углеводородных групп (алкильный остаток). Моющие вещества с таким радикалом называют алкила-рильными.

Моющие вещества в зависимости от строения углеводородного радикала и активной группы делят на следующие типы:

1. Алкилкарбонаты (мыла) общей формулой RCOONa.

2. Алкилсульфаты:

а) первичные

б) вторичные

3. Алкилсульфонаты

4. Алкиларилсульфонаты (оульфонаты)

5. Алкиламмонийхлориды катионоактивные моющие вещества).

Мыла получают переработкой жирового сырья, сульфаты и сульфонаты являются синтетическими моющими веществами.

Перечисленные моющие вещества называют ионогенными (ионообразующими). В водном растворе они диссоциируют на ионы

Мыла, сульфаты и сульфонаты являются анионоактивными, так как образуют поверхностно-активный отрицательно заряженный ион. Менее распространены неионогенные моющие вещества,

Они в воде не диссоциируют, но растворяются благодаря наличию в молекуле большого числа гидрофильных групп, например ОН.

Неионогенные моющие вещества бывают естественного происхождения (сапонины из мыльного корня, конского каштана и других растений) и синтетические - препараты типа ОН, полученные из окиси этилена и фенолов, жирных спиртов.

2. Состав моющих средств

Моющие средства представляют собой композиции, основной частью которых являются моющие вещества.

Моющий эффект средства зависит от способности моющего вещества смачивать, диспергировать (измельчать) и эмульгировать загрязнение.

Мыла хозяйственные обладают сравнительно высоким моющим эффектом. Они содержат преимущественно только моющие вещества (натриевые или калиевые соли жирных кислот).

В связи с тем что синтетические моющие вещества в чистом виде не обладают высокой моющей способностью, их применяют в смеси с полезными добавками: нейтральными и щелочными солями (электролитами), отбеливателями, стабилизаторами пены и др.

Щелочные соли (сода кальцинированная, триполйфосфат, тринатрийфосфат, гексаметафосфат, силикат натрия) улучшают эмульгирующую способность и коллоидную структуру моющих растворов, способствуют получению более прочных пленок моющего вещества вокруг частиц загрязнения, смягчают воду и создают благоприятную (слабо-, умеренно- или сильнощелочную) среду для стирки изделий из различных волокон.

Например, для стирки хлопковых и льняных тканей эффективно вводить в средства сильнощелочные добавки - соду, тринатрийфосфат. Гексаметафосфат образует в моющем растворе слабокислую среду, благоприятную для стирки шерстяных тканей. Нейтральные соли (сульфат натрия) являются наполнителями и улучшают структуру коллоидных растворов моющих средств.

При введении отбеливателей в состав синтетических моющих средств не требуется подсинивания белья. Стабилизаторы пены (алкилоламиды) улучшают и стабилизируют ценообразование моющих средств.

Для устранения повторного осаждения загрязнений (ресорбции) в состав синтетических моющих средств вводят карбоксиме-тилцеллюлозу (КМЦ).