Состав и виды моющих средств

Размещено на http://www.allbest.ru/

Моющие средства

Первое мыло, самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5000 лет назад. Поначалу оно использовалось главным образом для стирки и обработки язв и ран. И только с I века н. э. человек стал мыться с мылом.

Моющими средствами называются натуральные и синтетические вещества с очищающим действием, в особенности мыло и стиральные порошки, применяемые в быту, промышленности и сфере обслуживания.

Мыло получают в результате химического взаимодействия жира и щелочи. Скорее всего, оно было открыто по чистой случайности, когда над костром жарили мясо, и жир стек на золу, обладающую щелочными свойствами. Взяв в руки горсть этого простейшего мыла, древний человек обнаружил, что оно легко растворяется в воде и смывается вместе с грязью.

Производство мыла имеет давнюю историю, а вот первое синтетическое моющее средство появилось только в 1916 году Изобретение немецкого химика Фрица Понтера предназначалось для промышленного использования, бытовые синтетические моющие средства, более менее безвредные для рук, стали выпускать в 1935 году. С тех пор был разработан целый ряд синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало важной отраслью химической промышленности.

Молекулы жидкости - например, воды, - удерживаются вместе силами притяжения. Эти силы тянут верхние молекулы внутрь, и поверхность жидкости изгибается. Этот эффект называемый поверхностным натяжением, хорошо виден на примере почти сферической капли воды, выскальзывающей из крана

Именно из-за поверхностного натяжения вода сама по себе не обладает достаточным чистящим действием. Вступая в контакт с пятном, молекулы воды притягиваются друг к другу вместо того, чтобы захватывать частицы грязи. Другими словами, они не смачивают грязь.

Активные вещества

Мыло и синтетические моющие средства содержат вещества, повышающие смачивающие свойства воды за счет уменьшения силы поверхностного натяжения. Эти вещества называются поверхностно активными (ПАВ), поскольку действуют на поверхности жидкости (имеются в виду все границы, не только верхняя).

Молекулы ПАВ можно представить в виде головастиков Головами они "цепляются" за воду, а хвостиками - за жир. Когда ПАВ смешивают с водой, его молекулы на поверхности обращены "головами" вниз, а их "хвостики" торчат из воды. "Раздробив" таким образом поверхность воды, эти молекулы значительно уменьшают эффект поверхностного натяжения, тем самым помогая воде проникать в ткань. Этими же хвостиками молекулы ПАВ захватывают попадающиеся им частицы жира.

Если жир крепко пристал к ткани, для его удаления понадобится не только действие ПАВ, но и крепкая встряска. Крошечные капельки жира покрытого ПАВ, рассеиваются в воде, образуя эмульсию.

ПАВ делятся на катионные, анионные и неионогенные. Молекулы катионных ПАВ в растворе образуют положительно заряженные ионы, анионных - отрицательно заряженные, а молекулы неионогенных ПАВ ионов не образуют.

Во всех видах мыла ПАВ - анионные, в то время как синтетические моющие средства содержат анионные, катионные или неиногенные ПАВ (или комбинацию двух или трех типов).

Мыло

Мыло получают при реакции жиров (например, кокосового или пальмового масла) со щелочью - каустической содой (гидроксидом натрия) или каустическим поташем (гидроксидом калия). Данный химический процесс называется омылением.

На современном мыловаренном заводе непрерывного действия исходные материалы смешиваются и под давлением нагреваются до 130'С. В результате реакции образуются мыло и глицерин. После отделения глицерина расплавленное мыло проходит дальнейшую обработку.

Твердые сорта получают, высушивая ленту расплавленного мыла, добавляя красители и отдушки и прессуя готовую массу в куски. Туалетное мыло делается из более высококачественных жиров; после сушки его нагревают для уменьшения содержания влаги.

Мыльные хлопья производят следующим образом: мылу дают затвердеть на внешней стороне барабана и соскребают его. Чтобы получить мыльный порошок, расплавленное мыло смешивают с добавками, улучшающими его очищающее действие, внешний вид и текстуру обрабатываемой смачиваемой ткани. Смесь затем высушивают горячим воздухом. Такие же добавки используются в синтетических моющих средствах.

Многие синтетические моющие средства производятся сегодня как в жидком виде, так и в порошке. Порошки, содержащие 20-25% ПАВ, также получают высушиванием полужидкой смеси. Некоторые стиральные порошки содержат расщепляющие белок ферменты, помогающие отстирывать пятна веществ с белковой основой - например, пятна крови или яйца.

CMC

Синтетические моющие средства - это натриевые соли кислых сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты:

- R-CH2-OH + H-O-SO2-OH e R-CH2-O-SO2-OH + H2O

- R-CH2-O-SO2-OH + NaOH e R-CH2-O-SO2-ONa + H2O

В последние годы производство синтетических моющих средств (СМС) в мире стало исчисляться уже десятками миллионов тонн в год. Однако их большую часть (70%) потребляют только жители наиболее развитых стран, составляющие всего около 20%. Около 70% потребляемых населением СМС расходуется на так называемую общую стирку (в США и Англии ее называют “тяжелой”), которая производится раз в 3-7 дней. Эту стирку, при которой стирают постельное, столовое и нательное белье, проводят чаще всего в стиральных машинах. Около 20% СМС расходуется на “легкую” стирку малозагрязненных изделий из тонких тканей вручную в теплой воде. СМС для легкой стирки не должны оказывать раздражающего действия на кожу рук, должны создавать обильную пену и хорошо стирать при температуре воды 25-45 С.

Несмотря на то, что наступила эпоха СМС, мыло еще полностью не сдало свои позиции: его рекомендуется использовать для ручной стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей.

Хозяйственное твердое мыло является смесью натриевых солей природных и синтетических жирных кислот. В зависимости от способа переработки твердое хозяйственное мыло подразделяют на пилированное (перетертое на вальцах), содержащее 72% натриевых солей жирных кислот, и обычное, содержащее 60 и 70% натриевых солей жирных кислот. Пилированное мыло имеет светло-желтый цвет, 70%-е обычное - желтый и темно-желтый, 60%-е, получаемое на основе жирового сырья с добавками нафтеновых кислот, - темно-коричневый (применяется главным образом для технических целей).

Из твердого хозяйственного мыла механическим путем в небольших объемах изготавливают мыльные порошки, гранулы, стружку. Так, для получения порошка смесь мыла и соды распыляют в среде холодного воздуха.

А теперь давайте немного поговорим о составе, компонентах синтетических моющих средств и о функциях, которые выполняет каждый из них.

Мы уже говорили о том, что люди пользовались мылом на протяжении многих веков, но только в XVIII - XIX веках предприняли попытки объяснить, почему оно отмывает грязь. Было показано, что мыло моет потому, что является поверхностно-активным веществом. Естественно, что при создании СМС поверхностно-активные вещества (ПАВ) стали их основными компонентами. Что же из себя представляют ПАВ? Какова их роль в процессе стирки? Известно, что ношенное более недели белье увеличивает свою массу почти на 5%: столько собирается на нем грязи. При стирке необходимо, чтобы грязь перешла с ткани в моющий раствор, в воду. Однако многие загрязнения (если не большинство) в воде не растворяются. Как же “оторвать” плохо смачиваемые частички грязи от волокна, удержать их в растворе и не дать им повторно осесть на ткань? Для смачивания ткани и частичек загрязнений, диспергирования и эмульгирования их и применяют ПАВ.

Но если частицы загрязнений в виде суспензий или эмульсий и перешли в моющий раствор, - это ещё не всё: они должны там остаться и не оседать снова на стираемом белье. Чтобы предотвратить такое повторное загрязнение белья, в моющие средства добавляют специальные антиресорбенты (карбоксиметилцеллюлозу, казеин и др.).

В пресной воде в растворенном состоянии всегда содержатся различные соли, в основном кальция и магния. Мыла и некоторые ПАВ образуют с этими солями нерастворимые соединения, которые оседают на ткани, затрудняют полоскание, придают ей жесткость.

В домашних условиях можно определить, жесткая или мягкая у вас вода. Для этого в горячей воде растворяют измельченное мыло: если после охлаждения раствор остается прозрачным - вода мягкая, раствор в жесткой воде при охлаждении покрывается пленкой. Ещё можно определить жесткость воды, пытаясь взбить мыльную пену: в жесткой воде она не образуется. При стирке в жесткой воде в стиральный раствор надо добавлять больше моющего средства, чем указано на упаковке.

Для связывания солей жесткости в состав СМС вводят специальные добавки: полифосфаты, силикаты, кальцинированную соду, некоторые другие соли. Напомним, что при стирке хозяйственным мылом эти добавки в моющий раствор вы должны вводить сами. В этом случае можно воспользоваться нашатырным спиртом, тринатрийфосфатом и кальцинированной содой. Следовательно, преимущество СМС заключается в том, что их кальциевые соли растворимы в воде. Поэтому в отличие от обычного мыла они не утрачивают моющее действие и в жесткой воде.

Моющие средства содержат также и щелочные добавки (в частности, кальцинированную соду), которые способствуют разрушению жировых загрязнений. В некоторые средства для стирки хлопка и льна вводят химические отбеливатели, в большинстве случаев перборат натрия. При температуре выше 65оС это соединение выделяет кислород, который обесцвечивает и окисляет органические соединения, одновременно дезинфицируя изделие.

Некоторые загрязнения белкового происхождения (кровь, пот, молоко, соусы, яйца) отстирываются особенно трудно. Молекулы белка прочно скрепляются с волокнами ткани и удерживают жир, углеводы, механические загрязнения, причем прочность этих связей со временем возрастает (поэтому грязное белье не должно лежать долго в ожидании стирки). При стирке в горячей воде белок свертывается и еще прочнее скрепляется с волокнами, а горячий утюг довершает дело. Для удаления загрязнений белкового происхождения существуют особые стиральные средства, содержащие ферменты - вещества биологического происхождения, которые при температуре не выше 40оС разрушают белки. После замачивания грязного белья в растворах моющих средств, содержащих ферменты, белковые загрязнения легче удаляются при последующей стирке. О наличии в моющих средствах ферментов всегда сообщается на упаковке; на это часто указывает и наличие в названии моющего средства приставки “био”.

Эти средства предназначены для стирки изделий из льняных, хлопчатобумажных, искусственных и синтетических волокон. Их нельзя применять для стирки шерстяных и шёлковых тканей - вместе с белковыми загрязнениями может быть съедена и сама ткань. Необходимо помнить о том, что повышенная (выше 60*C) температура убивает ферменты, так что ни замачивать бельё, ни стирать его в горячей воде нельзя.

Таким образом, поверхностно-активные вещества, щёлочные добавки, химические отбеливатели и ферменты - это основные вещества, разрушающие загрязнения и удаляющие их с ткани, т.е. основные компоненты современных СМС.

Кроме указанных веществ СМС могут содержать ещё ряд полезных добавок. Так, чтобы бельё выглядело белоснежным, а окрашенные вещи -яркими, в состав моющих средств вводят оптические отбеливатели - флуоресцирующие вещества (так называемые белые красители), оседающие на ткани при стирке, но не разрушающие её. Они поглощают из солнечного спектра невидимые ультрафиолетовые лучи и “переводят” их в лучи видимые, причем такого цвета (синего или фиолетового), который, складываясь с жёлтым цветом, даёт белый, другими словами, обработанная поверхность отражает видимого света больше, чем поглощает, - она становится источником видимого света, приобретает кроме белизны особую яркость.

Чтобы у выстиранного белья был приятный запах, во все моющие средства вводят парфюмерные отдушки.

Некоторые вещества способствуют образованию в моющем растворе обильной пены; их вводят в моющие средства, предназначенные главным образом для ручной стирки. Введение в состав СМС таких веществ - в большинстве случаем дань вкусам прошлого, когда стирали мылом и при этом считалось, сто в моющем растворе должно быть много пены.

Моющая способность современных СМС не определяется обилием пены. Более того, есть поверхностно-активные вещества, вовсе не дающие пены и тем не менее превосходно удаляющие загрязнения. Практически пена нужна лишь при ручной стирке вещей из тонкой ткани, вязаных вещей и некоторых других, которые стирают, не смачивая сильно, чтобы при сушке они не потеряли формы. Обильная и устойчивая пена в моющих растворах резко осложняет стирку в стиральных машинах. Во-первых, из-за пены снижается механическое воздействие на ткань, необходимое для удаления грязи, во-вторых, при обильной пене моющий раствор может переливаться через край. Поэтому для стирки в стиральных машинах выпускаются малопенящиеся средства, содержащие стабилизаторы пены. При стирке такими средствами количество пены невелико и, главное, мало зависит от температуры (а как известно, при использовании многих обычных моющих средств пены тем больше, чем выше температуры стирального раствора).

К названию отечественных моющих средств, предназначенных для стирки в стиральных машинах, часто добавляют слово “автомат” (например, “Эра-автомат”, “Лотос-автомат”). Ими можно стирать, конечно, и вручную.

Существуют и другие функциональные добавки: активаторы разложения химического отбеливателя, гидротропы - вещества, улучшающие растворимость компонентов, комлексоны - вещества, связывающие соли железа, и т. д.

Итак, поступающие в продажу моющие средства различных по свойствам, назначению, могут быть порошкообразными, жидкими, в виде паст. Из всего многообразия этих средств надо выбрать то, которое вас больше устраивает.

Преимущества порошков очевидны - они быстро растворяются в воде, ими можно стирать в воде любой жёсткости благодаря большому содержанию триполифосфатов (или их заменителей), во многие порошки введено два или более ПАВ, что значительно улучшает их качество. Однако порошки при дозировании пылят, а некоторые люди плохо переносят эту пыль, раздражающие органы дыхания. Кроме того, порошки труднее дозировать. моющий синтетический мыло пав

Моющие пасты не пылят и очень компактны. В их состав иногда входят такие поверхностно-активные вещества, которые в силу ряда технологических причин нельзя ввести в порошки. Паста более мягко действуют на кожу рук. Однако они растворяются в воде медленнее и содержат в 1,5 - 2 раза меньше триполифосфатов, чем порошки. Поэтому стирать ими можно лишь в относительно мягкой воде.

Жидкие моющие средства, пожалуй, обладают всеми преимуществами и порошкообразных, и пастообразных. Хозяйкам, у которых кожа чувствительна к действию моющих средств, необходимо подобрать такой препарат, который не вызывает раздражения, и стараться постоянно им пользоваться. Кроме того, не следует стирать вручную СМС, предназначенными для хлопчатобумажных и льняных тканей, так как они содержат много щелочных добавок, плохо действующих на кожу, и средствами, содержащими ферменты. Лучше всего пользоваться универсальными СМС, содержащими щелочные добавки в меньшем количестве.

Универсальными моющими средствами можно стирать ткани всех видов, но не очень сильно загрязнённые. Тонкие синтетические, шерстяные и шёлковые ткани всё-таки лучше стирать жидкими моющими средствами.

После стирки полоскание рекомендуется начинать в тёплой воде, а заканчивать обязательно в холодной. Между полосканиями изделия нужно тщательно отжимать: чем лучше они отжаты, тем меньше требуется полосканий. Считается, что пятикратного полоскания достаточно для полной отмывки моющих средств.

Размещено на http://www.allbest.ru/