Характеристика качества синтетических моющих средств

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Амурский государственный университет

(ГОУВПО «АмГУ»)

Кафедра Коммерции и Товароведения

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: Характеристика качества синтетических моющих средств

по дисциплине Товароведение и экспертиза товаров

Исполнитель

студент 738 группы

Н.Д. Моисеев

Руководитель

доцент, к.т.н.

О.Г. Самокрутова

Благовещенск 2009



Содержание

Введение

1. Состав и свойства моющих средств

1.1 Природа моющих средств

1.2 Состав моющих средств

1.3 Свойства моющих средств

1.4 Сущность моющего процесса

2. Общая характеристика и ассортимент моющих средств.

2.1 Ассортимент хозяйственного мыла

2.2 Особенности применения и недостатки мыла

2.3 Состав синтетических моющих средств

2.4 Ассортимент синтетических моющих средств

2.5 Особенности применения и недостатки СМС

2.6 Моющая способность синтетических моющих средств

2.7 Преимущества синтетических моющих средств

3. Исследование, анализ и экспертиза рынков бытовых гигиенических средств и региональных потребительских предпочтений

Заключение

Приложение

Список литературы

Введение

Синтетические моющие средства -- высокоэффективные моющие препараты. Длительное время для стирки и мытья применяли преимущественно мыло хозяйственное или составы на его основе. В последние 20--30 лет ассортимент средств этой группы значительно расширился. Промышленность освоила производство синтетических моющих средств (CMC), обладающих в ряде случаев более высокой эффективностью и экономичностью. Их выпуск растет быстрыми темпами, в то время как производство мыла хозяйственного постепенно сокращается. С 1965 по 1970 г. производство CMC увеличилось более чем в 3 раза и составило в 1970 г. 456 тыс. г. Удельный вес CMC в общем выпуске моющих средств повысился с 11% в 1965 г. до 32% в 1970 г., а доля мыла снизилась за этот период с 88 до 66%.

В данной курсовой работе я хотел бы показать полную товароведную характеристику синтетических моющих средств и провести анализ Российского рынка стиральных порошков.

1. СОСТАВ И СВОЙСТВА МОЮЩИХ СРЕДСТВ

1.1 Природа моющих средств

За последние годы заметно расширен ассортимент отбеливающих и чистящих средств. Отбеливатели вводят в состав синтетических моющих средств или выпускают отдельно для повышения степени белизны изделий после стирки. Обновление и расширение ассортимента средств для чистки происходило преимущественно в связи с введением в их состав синтетических моющих веществ СМВ или изменением рецептуры. Последнее не всегда было оправдано, так как появление значительного количества различных по наименованиям средств без существенного различия их потребительных свойств не отвечает интересам покупателей.

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 суспензий 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 алкиларильными.

1.2 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. 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, отбеливателями, стабилизаторами пены и др. Щелочные соли (сода кальцинированная, триполифосфат, 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. Для устранения повторного осаждения загрязнений (ресорбции) в состав синтетических моющих средств вводят карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ).

1.3 Свойства моющих средств

Потребительными свойствами моющих средств являются моющая, пенообразующая и антиресорбционная способность, рН среды моющего вещества.

Моющая способность -- комплексный показатель оценки потребительных свойств моющих средств. Ее определяют по степени восстановления белизны загрязненной ткани после одной или нескольких стирок в моющем растворе определённой консистенции. Моющая способность может быть выражена отношением белизны (коэффициента отражения) выстиранной ткани к белизне (коэффициенту отражения) белой незагрязненной ткани (в процентах). Моющая способность зависит от поверхностной активности моющего вещества, его способности эмульгировать жировые и масляные загрязнения, жесткости воды, температуры, рН среды и др.

В мягкой (не содержащей солей Са, Mg, Fe) воде наиболее высокую моющую способность проявляет жировое мыло. Хорошую моющую способность имеют первичные алкилсульфаты и алкиларилсульфонаты. Более низкой моющей способностью (по убывающей) обладают вторичные алкилсульфаты, алкилсульфонаты, катионоактивные, неионогенные синтетические моющие вещества. С увеличением жесткости воды моющая способность мыла может быть утрачена полностью, в то время как у синтетических моющих веществ она уменьшается лишь наполовину, а в присутствии электролитов почти не изменяется. Пенообразовательную способность моющих растворов характеризуют объемом или высотой столба пены, а также пеноустойчивостью, т. е. отношением объема или высоты столба пены через определенный промежуток времени после ее образования к первоначальному объему или высоте столба пены. В мягкой воде мыло образует более обильную и устойчивую пену, чем синтетические моющие вещества. Кальциевые и магниевые соли, обусловливающие жесткость воды, заметно понижают пенообразовательную способность. Антиресорбционная способность характеризует стабилизирующее действие моющих веществ. Моющие вещества должны не только удалять загрязнения с поверхности, но и удерживать их в растворе, препятствовать повторному осаждению, т. е. проявлять стабилизирующий эффект. Мыла обладают высоким стабилизирующим действием. Синтетические моющие вещества проявляют сравнительно слабую способность удерживать в моющем растворе загрязнения. Мелкие частицы загрязнения повторно осаждаются на очищаемой поверхности, и ткани после многократных стирок приобретают серый оттенок. Для повышения антиресорбционной способности моющих веществ вводят различные добавки (КМЦ).

В зависимости от вида и количества нейтральных и щелочных солей моющий раствор имеет различную среду (рН) -- кислую, нейтральную, слабо- и сильнощелочную. Кислая и нейтральная среды благоприятны для стирки изделий из волокон животного происхождения, щелочная -- для стирки изделий из волокон растительного происхождения; умеренно щелочная среда (при добавлении триполифосфата) -- для стирки тканей из искусственных и синтетических волокон. В зависимости от рН среды изменяется также моющая способность моющих веществ. Например, анионо-активные моющие вещества (мыло, алкилсульфаты и сульфонаты) проявляют моющий эффект лишь в щелочной и нейтральной среде, в кислой среде они сами закрепляются на ткани. Катионоактивные моющие вещества проявляют моющее действие в нейтральной и слабокислой средах. Такое различие свойств зависит от характера заряда растворенных в воде активных частей молекулы моющего вещества. Поэтому характер заряда моющих веществ следует учитывать при выборе моющего средства для определенных условий стирки.

1.4 Сущность моющего процесса

Моющее действие обусловлено способностью моющих веществ адсорбироваться на поверхностях воды и твердых тел, повышать их смачиваемость, образовывать пену и устойчивые взвеси частиц в воде.

Чтобы отделить (оторвать) загрязнение, моющая жидкость должна обладать хорошей смачиваемой способностью (содержать мыло или другое поверхностно-активное моющее средство). Моющая жидкость легко проникает в поры тканей и других материалов, в трещинки грязевых частиц, а также между загрязнениями и отстирываемой поверхностью. Частицы грязи набухают, дробятся, обволакиваются пленкой мыла, при этом уменьшается сцепление частиц грязи между собой и очищаемой поверхностью (рис. 4). При небольшом механическом воздействии (перетирании руками или в стиральной машине) частицы загрязнений легко отделяются и переходят в раствор, где находятся во взвешенном состоянии.

В процессе отрыва загрязнений от очищаемой поверхности происходит одновременно их измельчение, эмульгирование (перевод жировой части загрязнения в раствор) и суспензирование (распределение твердых частиц загрязнений в моющем растворе).

Выше было сказано, что моющие средства находятся в растворе в виде молекул и агрегатов. Агрегаты образуют более прочные пленки вокруг переведенных в моющий раствор частиц грязи, что предотвращает слипание частиц грязи и повторное осаждение их на материале.

В процессе стирки в моющий раствор попадает большое количество пузырьков воздуха. При этом они обволакиваются пленкой мыла. Пузырьки воздуха, заключенные в мыльную пленку, как имеющие малый удельный вес, стремятся всплыть на поверхность. При всплывании на поверхность мыльного раствора прочность пленок вокруг пузырьков воздуха увеличивается, так как они покрываются вторым слоем молекул мыла, расположенным на границе раздела воды и воздуха. Сталкиваясь, они образуют пену. Концентрация мыла в пленке вследствие накопления молекул мыла выше, чем в моющем растворе. Пена способствует механическому уносу загрязнений. Моющий раствор хорошо смачивает загрязнение, облегчая их набухание, измельчение и перевод во взвешенное состояние в раствор. Механическое воздействие, повышенная температура и пена облегчают осуществление моющего процесса.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ МОЮЩИХ СРЕДСТВ

Моющие средства разделяют по назначению, консистенции, видам моющего вещества, содержанию моющего вещества и другим признакам.

По назначению моющие средства делят на хозяйственные, туалетные, специальные (медицинские, технические и др.).

По консистенции различают моющие средства твердые (кусковые, гранулированные, порошковые), мазеобразные (пасты) и жидкие.

Наиболее широкое применение нашли порошковые средства. Удобны моющие средства в виде гранул и паст. Жидкие средства легко растворяются, хорошо дозируются. Они эффективны для стирки текстильных изделий и мытья посуды, автомашин, стекла и т. д. Выпуск жидких средств будет увеличиваться. Их изготовление проще и дешевле (отпадает процесс сушки), они не пылят, подобно порошкам, легче дозируются.

В зависимости от вида моющего вещества моющие средства разделяют на мыла и синтетические моющие средства. Содержание моющего вещества в средстве колеблется от 5 до 85 /о. Большинство моющих средств хозяйственного назначения содержат 10--75% моющего вещества.

2.1 Ассортимент хозяйственного мыла

Мыло хозяйственное представляет собой моющее средство, основной (активной) частью которого являются натриевые и калиевые соли жирных кислот. Мыло хозяйственное подразделяют по виду исходного материала, способу производства и обработки, консистенции, содержанию моющего вещества.

По виду исходного материала различают мыла на основе жиров, жирных кислот и смешанной жировой основы. В производстве мыл используют твердые жиры животные (говяжий, бараний, свиной и др.), жидкие растительные жиры (масло подсолнечное, хлопковое и др.), саломас (сало из масла) -- твердый жир, полученный гидрогенизацией (насыщением водородом по месту двойных связей) растительных жидких масел.

Твердые животные жиры содержат большее количество насыщенных жирных кислот и образуют при варке твердые мыла, хорошо растворимые при повышенной температуре. Добавление твердых жиров растительного происхождения (пальмовое, кокосовое и другие масла) повышает растворимость мыл при комнатной температуре. Жидкие растительные жиры образуют мазеобразные мыла. Широкое применение жирных кислот позволяет легче и полнее провести мыловарение. Жирные кислоты получают расщеплением жиров или синтетическим путем при окислении парафинов и других нефтепродуктов. Смешанная жировая основа может включать жиры, жировые отходы (кухонные, сточные), соапсток, смоляные и нафтеновые кислоты. Смоляные кислоты (в виде канифоли или канифольного мыла) улучшают ценообразование и задерживают прогоркание мыл. Нафтеновые кислоты понижают устойчивость пены и твердость мыл, делают его более растворимым.

По способу производства различают мыла, полученные омылением (варкой) жировой основы и нейтрализацией жирных кислот. Омыление проводят действием водного раствора едкой щелочи на жировую основу при температуре 100--105°. Жировые вещества распадаются на глицерин и жирную кислоту, которая образует со щелочью соль жирной кислоты (мыло) по реакции. Нейтрализация жирных кислот (карбонатное омыление) -- экономически более выгодный способ получения мыла, так как ускоряется и упрощается процесс образования мыла, а в качестве щелочи используют соду, как более дешевую.

По способу обработки различают мыла клеевые, высоленные, шлифованные и пилированные. Клеевое мыло получают охлаждением продукта мыловарения. Оно содержит 40--47% жирных кислот, остатки непрореагировавших жиров и щелочей, глицерин. Высаливают мыло для удаления примесей и увеличения содержания моющего вещества. Для этого в кипящий мыльный клей вводят поваренную, соль или каустическую соду. Растворяясь в воде, эти вещества понижают растворимость мыла. Мыло отделяется и, как более легкое, всплывает, образуя слой более концентрированного, так называемого ядрового мыла. При повторном высаливании получают более чистое и светлое шлифованное мыло. Пилированное мыло содержит 70--85% жирных кислот и имеет более однородную структуру. Для его получения мыло измельчают, перетирают на вальцах, подсушивают и прессуют в куски. По консистенции различают мыло твердое и жидкое. Твердое мыло подразделяют на кусковое, порошковое и в виде стружки. По содержанию моющего вещества (натриевых или калиевых солей жирных, смоляных и нафтеновых кислот) мыло делят на сорта. Твердое хозяйственное кусковое мыло бывает 60, 66, 70 и 72%-ное, жидкое--40%-ное (1-й сорт) и 60%-ное (высший сорт). Порошковые мыла представляют собой измельченное и высушенное мыло (68--82%) или составы, содержащие 10--25% жирных кислот в смеси со щелочными солями содой кальцинированной, тринатрийфосфатом, силикатом натрия/

2.2 Особенности применения и недостатки мыла

Жировое мыло широко применяют как моющее и очищающее средство.

Наилучший моющий эффект достигается при концентрации мыла в смягченной воде в количестве около 0,2--0,3% (в 10 л воды должно быть растворено 30 г мыла в пересчете на безводное). Сильно разбавленный раствор мыла вследствие высокой степени гидролиза обладает невысоким моющим действием. Жировое мыло проявляет моющее действие только в щелочной среде. В кислой среде оно легко разлагается с выделением свободной жирной кислоты, не обладающей моющей способностью. В моющем растворе жировое мыло частично разлагается водой на щелочь и жирные кислоты, в результате чего создается слабая щелочная среда, действующая на шерсть, шелк, а также ткани из искусственных и синтетических волокон. При наличии в мыле повышенного содержания свободной (т. е. не вступившей в реакцию с жиром) щелочи ткани разрушаются быстрее, поэтому при стирке таких тканей не рекомендуется пользоваться обычным хозяйственным мылом. Применение жирового мыла наиболее эффективно при нагревании моющего раствора до 50--70° С. Повышенная температура также отрицательно влияет на прочность изделий из шерсти, шелка, искусственных и синтетических волокон. Кроме того, значительная часть (около 60%) мыла при стирке расходуется непроизводительно. Небольшая часть мыла поглощается волокнами и расходуется на нейтрализацию кислотности белья, более 30% мыла расходуется на умягчение воды, т. е. связывание кальциевых и магниевых солей, содержащихся в воде, особенно жесткой. Образующиеся при этом нерастворимые соединения (известковые мыла) вследствие липкости осаждаются на ткани и придают ей буровато-серый оттенок, особенно заметный после сушки и глажения. Высохшее на ткани известковое мыло делает ее более жесткой и хрупкой, заметно понижается гигроскопичность и воздухопроницаемость, значительно быстрее и интенсивнее ткань загрязняется. Кроме того, эти соединения ускоряют окислительное разрушение волокна и красителя, вызывая понижение прочности ткани и сочности окрасок. Отмыть известковое мыло труднее, чем обычное загрязнение, поэтому при стирке в жесткой воде часть мыла тратится на удаление известкового мыла с поверхности отстирываемого материала. Практически расход жирового мыла при стирке в жесткой воде увеличивается примерно в 3 раза по сравнению со стиркой в мягкой воде, а в морской воде жировое мыло почти не обладает моющими свойствами. Таким образом, применение жирового мыла в жесткой воде приводит к непроизводительным затратам и может вызвать ухудшение качества отстирываемых материалов.

Эффективность моющего действия жирового мыла можно повысить, если предварительно умягчить воду специальными водоумягчителями (содой, силикатами натрия или калия, тринатрийфосфатом и др.) или использовать мыло.

2.3 Состав синтетических моющих средств

1. ПАВ - поверхностно-активные вещества - изменяют поверхностное натяжение, например, натрий-сульфоновый эфир этилового спирта.

2. Комплексообразователи (полифосфаты) - повышают активность ПАВ, снижают жесткость воды за счет образования прочных, но растворимых в воде соединений с ионами магния и кальция, например, натрий-трифосфат.

OOO

Na - O - P - O - P - O - P - O - Na

ONaONaONa

3. Отбеливающие вещества, например пербонат натрия NaBO₂ H₂O₂ 3H₂O, оптические отбеливатели - главным образом производные пиразолана, кумарина, бензимидазола.

4. Отдушки

5. Ферменты - протеаза или протеаза в сочетании с амилазой

Проведем несколько опытов.

В 3-х пробирках находится дистиллированная, водопроводная и минеральная вода, раствор хлорида кальция. В каждую пробирку по каплям добавляем мыльный раствор. После каждой капли встряхиваем пробирку и следим не появилась ли пена. Как только пена станет пышной и устойчивой, прекращаем капать. Записываем число капель в каждом опыте. Мы видим, что водопроводной воде для образования пены требуется больше мыла, чем дистиллированной, а минеральной - еще больше. Таким образом, мы можем сравнивать жесткость воды из различных источников: колодца, пруда, речки, сравнить кипяченую воду с сырой.

Запишем все, что мы знаем о мыле в таблицу. (Заполняем левую часть таблицы).

Если эти же опыты повторить с синтетическими моющими средствами (СМС) или детергентами, то мы увидим, что пена одинаково хорошо образуется в воде любой жесткости.

Мыло	СМС
1. Моет только в горячей воде.	1. Моет в широком интервале температур.
2. Плохо "моет" в жесткой воде(образует нерастворимые соли сионами Ca , Mg) 2C17 H35 COO --+ Ca2+ -- (C17 H35 COO)2Ca	2. Моет в воде любой жёсткости. (Наличие специальных добавок -смягчителей воды) Содержит отбеливатели, антистатики, ферменты.
3. Сырьем для получения служатрастительные масла, жиры животных, синтетические жирные кислоты, канифоль,отходы от рафинирования жиров и масел и др.	3. Сырье получают из нефти 2C16 H34 + O2 --- 2CH3 (CH2)14ОН цетиловый спирт СH3-(СH2)14-СH2OH-----CH3-(сH2)14CH2-OSO3H+H2O кислый сульфоэфир цетилового спирта 2CH3-(CH2)14 CH2OSO3H + Na2CO3-- 2CH3-(CH2)14 CH2OSO3Na + H2O + CO2

Строение

Мыла-это соли высших карбоновых солей

В состав СМС входят молекулы сульфоэфиров цетилового спирта.



Таким образом, CMC лишены недостатков мыла. (Записываем достоинства CMC в правой части таблицы).

2.4 Ассортимент синтетических моющих средств

Синтетические моющие средства представляют собой составы на основе синтетических моющих веществ. Обычно они содержат 10--40% синтетических моющих веществ и добавки, повышающие моющую способность средства, обеспечивающие их выпуск с учетом свойств отстирываемых материалов.

Синтетические моющие средства подразделяют по назначению, видам синтетического моющего вещества, консистенции.

По назначению синтетические моющие средства делят на 6 подгрупп. Средства для стирки изделий из хлопковых и льняных волокон содержат 20--40% моющего вещества (обычно сульфонола) -- до 55% щелочных солей (триполифосфата, соды кальцинированной, силиката натрия), 10--15% сульфата натрия, небольшое количество душистых веществ (отдушки), отбеливающих веществ и карбоксиметилцеллюлозы. Эти средства образуют сильнощелочные моющие растворы (рН 10--11); могут быть порошковые, жидкие и в виде паст различных наименований. Разработаны рецептуры трех типов средств для стирки изделий из хлопковых и льняных волокон: цветных, отбельных (содержат 10--12% перекисного отбеливателя), для стирки в стиральных машинах (содержат повышенное количество моющего вещества).

Средства для стирки изделий из шерстяных и шелковых волокон содержат 35% алкилсульфата, до 55% нейтральных солей (сульфата натрия), небольшое количество щелочных электролитов, отбеливатели, отдушку. В моющем растворе эти средства создают среду, близкую к нейтральной (рН 7,3--8,5).

Средства для стирки изделий из синтетических волокон также образуют среду, близкую к нейтральной. По составу они напоминают средства, предназначенные для стирки шерстяных и шелковых тканей, но содержат повышенное количество карбоксиметилцеллюлозы и электролитов.

Средства для стирки изделий из шерсти, шелка и синтетических волокон обычно не содержат активных щелочей типа карбонатов и силикатов натрия. Умеренно щелочные соли (триполифосфат, динатрийфосфат) при невысокой температуре стирки не оказывают вредного воздействия на изделия.

Универсальные средства рекомендуют для стирки изделий из растительных, животных и химических волокон. Эти средства не содержат сильнощелочных солей (соды кальцинированной), в результате чего моющий раствор имеет умеренно щелочную реакцию (рН 8--9,5). Универсальные средства бывают без отбеливателя (обычного типа) и с перекисным отбеливателем.

Средства для замачивания и предварительной стирки содержат небольшое количество моющего вещества (до 15%) и примерно 45% щелочных электролитов. Отбеливатели и отдушки в них не вводят.

Средства для мытья посуды, раковин, ванн и других предметов домашнего обихода представляют собой составы, которые должны хорошо смачивать поверхности, обладать высокой эмульгирующей, растворяющей и пенообразующей способностью. Эти средства обычно взаимодействуют с загрязнениями на очищаемой поверхности. В состав средств входят моющие вещества (синтетические и мыла), органические растворители, щелочные и другие химические соединения.

Средства для мытья стекол (оконных, зеркал, хрусталя) содержат дополнительно восстановитель блеска (красители типа метилен голубой и др.).

Средства для мытья (очистки) ковров, обивки мебели, искусственного меха, кожи содержат компоненты, способствующие образованию обильной пены, которая обволакивает и размягчает загрязнение, при удалении пены удаляется и загрязнение, а изделие не успевает промокнуть. Средства для мытья посуды, ванн и раковин могут содержать также антисептики, обладающие бактерицидными свойствами. По консистенции различают синтетические моющие средства: порошковые, жидкие и пасты. Наиболее распространены порошковые средства.

Виды (наименования) синтетических моющих средств, как правило, не определяют их назначения и свойств, а являются произвольными. Обилие названий не всегда оправдано. Многие средства, несмотря на разные наименования, незначительно отличаются по составу и моющей способности. В связи с этим разработаны типовые рецептуры для средств различного назначения, сокращен перечень наименований.

2.5 Особенности применения и недостатки синтетических моющих средств

По сравнению с жировым мылом производство синтетических моющих веществ основано на дешевом сырье -- продуктах переработки парафина, нефти и газов. Выпуск широкого ассортимента синтетических моющих веществ позволяет получить средства с учетом свойств отстирываемых изделий и характера жесткости воды.

Синтетические моющие средства легко дозируются, хорошо растворяются в воде при комнатной температуре, не требуют предварительного умягчения воды и хорошо отмывают загрязнение в воде любой жесткости, в том числе и морской. Синтетические моющие средства проявляют моющее действие при сравнительно низкой температуре (20--30°С), хорошо отмывают ткань в нейтральной, кислой и щелочной среде, но сами не повышают щелочности раствора. В результате хорошо сохраняется свежесть окраски и уменьшается износ тканей. Стирка синтетическими моющими средствами менее трудоемка, чем жировым мылом; значительна ниже и расход их при достижении моющего эффекта, одинакового с жировым мылом. Так, при употреблении жирового мыла наилучшая концентрация моющего раствора в мягкой воде 0,2--0,3%, а синтетических моющих препаратов--0,05--0,2%.

Однако синтетические средства, содержащие в качестве моющих веществ алкиларилсульфонаты, вызывают раздражение кожи лица и рук. Некоторые сульфонолы трудно биоусвояемы, т. е. не разлагаются бактериями до простых, легко усвояемых и безвредных продуктов. Они загрязняют водоемы и вызывают гибель животных и растительных организмов. В СССР выпускают преимущественно биоуевояемые (биологически мягкие) синтетические моющие вещества.

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.

2.6 Моющая способность СМС

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 мало пенящиеся 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.

В быту, не говоря о промышленности, мойке подвергают разные предметы и объекты. Загрязняющие вещества бывают самые разнообразные, но чаще всего они малорастворимые или нерастворимы в воде. Такие вещества, как правило, являются гидрофобными, поскольку водой не смачиваются и с водой не взаимодействуют. Поэтому нужны и различные моющие средства. Если попытаться дать определение, то мытьем можно назвать очистку загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ. В качестве жидкости в быту используют главным образом воду. Хорошая моющая система должна выполнять двойную функцию: удалять загрязнение с очищаемой поверхности и переводить его в водный раствор. Значит, моющее средство также должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с загрязняющим веществом и переводить его в воду или водный раствор. Следовательно, молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную и гидрофильную части. Фобос - по-гречески означает страх, боязнь. Значит, гидрофобность означает боящийся, избегающий воду. Филео - по-гречески - люблю, а гидрофильность - любящий, удерживающий воду. Гидрофобная часть молекулы моющего вещества обладает способностью взаимодействовать с поверхностью гидрофобного загрязняющего вещества. Гидрофильная часть моющего вещества взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает с собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.

Таким образом, моющие вещества должны обладать способностью адсорбироваться на пограничной поверхности, т.е. обладать поверхностной В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств (стиральных порошков). 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. Синтетические моющие средства обычно представляют довольно сложную композицию, поскольку в них входят различные добавки: оптические отбеливатели, химические отбеливатели, ферменты, пенообразователи, смягчители.

Оптические отбеливатели

После нескольких стирок изделия из белых тканей желтеют или сереют. Для устранения появляющихся оттенков и вводят в синтетические моющие средства оптические отбеливатели. Их действие заключается в том, что они поглощают ультрафиолетовый свет (с длиной волны ~360 нм) и вновь испускают поглощенную энергию путем флуоресценции в синей области видимого спектра (при 430...440 нм). Возникающее при этом «посинение» изделия компенсирует пожелтение и делает изделие визуально более белым. Действие оптических отбеливателей напоминает действие синьки, с давних пор использовавшейся при полоскании белья после стирки. Бытовая синька или ультрамарин - природный минерал лазурит, называемый также ляпис-лазурью. В монолитном виде он используется как поделочный камень, а его очень тонкий порошок в далеком прошлом применялся в качестве синьки. В 1828 г. ультрамарин был получен искусственно в лабораторных условиях. Для этого смесь каолина, соды и серы прокаливалась в сильной струе воздуха. Состав ультрамарина выражают формулой Na₆Al₄Si₆S₄O₂₄, однако его строение до сих пор не выяснено. Заменителем ультрамарина в быту является порошок белой глины (каолина) или мела с предварительно нанесенным на их поверхность органическими красителями синего цвета (органические синьки).

Химические отбеливатели

При стирке тканей необходимо не только удалить загрязнения, но и разрушить окрашенные соединения. Часто ими являются природные красители от ягод или вин. Эту функцию выполняют химические отбеливатели. Наиболее распространенным отбеливателем является перборат натрия. Его химическую формулу условно записывают в виде NaBO₂·H₂O₂·3H₂О. Из формулы видно, что отбеливающим началом служит пероксид водорода, который образуется в результате гидролиза пербората. Этот химический отбеливатель эффективно действует при 70°C и выше.

Отбеливающие ферменты

Пятна белковых веществ и крови трудно отстирываются и плохо обесцвечиваются химическими отбеливателями. Для их устранения применяют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки к моющим системам. Ферменты действуют при замачивании изделий в холодной воде перед стиркой горячей водой. Однако они могут быть эффективны и непосредственно в процессе стирки.

Пенообразователи

Среди домохозяек бытует устаревшее мнение, что для успешного отстирывания тканей необходима обильная пена. Однако это представление справедливо лишь для порошков на основе мыла. В случае синтетических моющих средств прямой связи между отстирывающей и пенообразующей способностью нет. Существуют составы, которые обладают хорошими отстирывающими свойствами, но пены почти не дают. При использовании стиральных машин обильная пена иногда и нежелательна. Поэтому существуют пенообразователи на любой вкус. К усилителям пенообразования относят аминоспирт C₁₁H₂₃CONHCH₂CH₂OH и оксид амина.

Смягчители

При стирке синтетическими моющими средствами и последующей сушке изделия из тканей (полотенца, пеленки и др.) могут стать жесткими на ощупь. Для ее устранения применяют смягчители. Это достигается полосканием в воде с добавкой специальных составов. Наиболее известными смягчителями являются соединения четвертичных аммониевых оснований. В состав смягчителей, которые выпускаются в виде раствора или пасты, входят также оптические отбеливатели и отдушка. Стирка и химическая чистка изделий из тканей являются химическими процессами. Химик должен знать их условные обозначения, а также допустимые температуры глажки и условия сушки

2.7 Преимущества синтетических моющих средств

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.

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.

Что же происходит при удалении грязи детергентами? Высокое поверхностное натяжение воды препятствует соприкосновению моющего вещества с поверхностью грязевой частицы. Из курса физики учащиеся вспоминают определение "поверхностного натяжения" и отвечают на вопрос о том, какие изменения происходят с поверхностным натяжением при добавлении в жидкость детергентов. Под действием детергентов поверхностное натяжение уменьшается, и давно было известно, что мыло, растворяясь, взаимодействует с водой и образует пусть слабую, но щелочь. Происходит частичный гидролиз мыла с образованием кислоты и щелочи.

C₁₇ H₃₅ COO^- + Na⁺ + H₂O= C₁₇ H₃₅ COOH + Na ⁺+ OH ^-

Причем в горячей воде мыло стирает лучше, что легко объясняется усилением гидролиза с повышением температуры.

На каждой коробке указывается назначение СМС и способ применения. Почему же следует строго придерживаться инструкции?

1. Не любой стиральный порошок годится для всех случаев стирки. Раствор CMC, как и раствор мыла, тоже бывает щелочным, в таком случае он хорош для хлопка и льна, но не для шерсти и шелка.

Проведем следующий опыт»

Приготовим раствор CMC "Идеал", "Тайд" и жидкого CMC "Прогресс". Добавим в пробирки с этими детергентами по капле фенолфталеина. Оказалось, что растворы "Идеала" и "Тайда" имеют рН > 9, а "Прогресс" дает нейтральную среду. Таким образом, для стирки шерстяных изделий подойдет жидкое моющее средство "Прогресс". Для особо деликатной стирки можно использовать и шампуни, имеющие тоже нейтральную среду.

2. CMC с биодобавками используются в определенном интервале температур. При высокой температуре ферменты инактивируются, поэтому применять их просто не имеет смысла.

3. При употреблении CMC в концентрации меньшей, чем указана на упаковке, полифосфата недостаточно, чтобы устранить жесткость воды, поэтому ПАВ действует неэффективно. При употреблении CMC в концентрации большей, чем указано на упаковке, происходит самопроизвольная ассоциация молекул ПАВ - мицеллообразование. В этом случае эффективность ПАВ также резко снижается. Рассмотрим строение мицелл.