Химические моющие средства. Синтетические моющие средства

В каждом доме, в ванной либо на кухне вы столкнетесь с такими вещами как шампунь, средство для мытья посуды, мыло, моющее средство для очистки сложных загрязнений и т.п. Однако мало кто задает себе вопрос, чем он на самом деле моет руки, голову, посуду или стирает одежду?

То, к чему мы так привыкли, что изо дня в день используем в быту, называется синтетическими моющими средствами (СМС). Именно с их помощью можно отмыть сильно загрязненную посуду, испачканную маслом или жиром сковородку, и отстирать самые въедливые пятна на любимой одежке. Нам удобно, когда достаточно просто засыпать порошок в машинку, и достать уже чистую вещь, так же можно поступить и с посудой. В нашей статье мы поговорим об особенностях СМС, и какое действие они могут оказывать на человека?

Состав синтетических моющих средств

Все предметы гигиены для мытья и чистоты имеют второе название: детергенты.Основными компонентами их составляющей являются катионоактивные, амфотерные (амфолитные) анионоактивные синтетические моющие вещества и, конечно же, ПАВ (неионогенные поверхностно-активные вещества). Именно благодаря им, частицы грязи размягчаются, измельчаются, и остаются в мыльном растворе. Именно поэтому во время мытья, мы часто наблюдаем большое количество пены,(пузырьков воздуха), которая с легкостью удаляет грязь с поверхности.

Свойства синтетических моющих средств

Если вы приобрели стиральный порошок автомат, и, во время стирки, не наблюдаете большого количества пены, это не значит, что вы сделали неудачную покупку, просто данное средство содержит низкопенные ПАВ, это значит, что порошок обладает отличной отстирывающей способностью. Большое количество пены в синтетических моющих средствах необходимо, как правило, для ручной стирки, поэтому, для стиральных машин следует приобретать лишь порошок автомат, иначе вы рискуете навредить технике.

Кроме того, используемые нами для стирки одежды известные синтетические порошкообразные моющие средства, способны защитить вещи от так называемой ресорбции, другими словами, предотвращает повторное оседание грязи на поверхности ткани. Как правило, таблетированные, жидкие, гели или пастообразные средства не менее эффективны в борьбе с загрязнениями, чем . Тут решающим фактором стает удобство нанесения моющего и упаковка.

В наше время на рынке можно встретить огромнейший ассортимент синтетических моющих средств. Некоторые обладают антистатическим свойством, и способны снимать заряд статистического электричества после высыхания изделий. Другие способствуют сохранению белизны тканей, третьи, способствующие устранению желтизны на шерстяных и хлопчатобумажных изделиях. Осталось лишь выбрать, наиболее подходящее для себя средство.

Преимущества и недостатки СМС

На сегодняшний день,применение синтетических моющих средств для нас – это обычное дело. Согласитесь, тяжело себе представить хозяйку, которая без привычных нам Fairy, Gala и т.п. И как можно помыть голову без шампуня, а руки, без мыла? И так, главным преимуществом СМС является удобство. Нам не приходится кипятить вещи, часами оттирать плиту от накипи и мыть посуду кипятком с песком.

Однако, такое частое использование химических средств, наводит на мысль об их вреде здоровью, ведь синтетические моющие вещества, такие как ПАВ, красители, отдушки, антистатики, ничего хорошего организму человека дать не могут. Некоторые после контакта с ними замечают на себе аллергические реакции, обострение астмы, согласитесь, приятного в этом нет. Выходом в такой ситуации остается индивидуальная защита, использование СМС в меньших количествах, или вовсе извлечение их из боевого арсенала хозяйки.

(СМС) – это жидкие, пастообразные и порошкообразные вещества, которые содержат поверхностно-активные вещества , а также другие органические и неорганические вещества, повышающие эффективность поверхностно-активных веществ.
Основное назначение моющих средств – удаление загрязнений с различных поверхностей . Загрязнения прочно удерживаются на них за счет физико-химических сил, не смачиваются водой и поэтому практически ею не смываются. Чтобы перевести загрязнения в раствор, следует сделать их гидрофильными (смачивающимися). Молекулы моющих веществ, адсорбируясь на грязевой частице, «притягивают» ее к воде, отрывают от поверхности препятствуют обратному прилипанию и слипанию частиц между собой. Таким образом, частицы переходят в раствор. Так как раствор поверхностно-активных веществ лучше смачивает поверхности, он проникает в мельчайшие поры и разрушает крупные частицы загрязнений.
Жировые мыла обладают некоторыми недостатками. Моющее действие их проявляется лишь в щелочной среде, с кальциевыми и магниевыми солями, содержащимися в жесткой воде, они образуют липкие нерастворимые соли , оседающие на ткани и загрязняющие их. Щелочи, содержащиеся в мыле, ослабляют прочность шерстяных и шелковых тканей, а также тканей из полиэфирных волокон, особенно при повышенной температуре, а также могут изменять окраску тканей. Кроме того , жировое сырье для мыл является дефицитным пищевым продуктом. Все это обусловливает актуальность развития производства и применения синтетических моющих средств, которые обладают следующими преимуществами:
1. Производство СМС основано на дешевой сырьевой базе – продуктах переработки нефти и газа. Расчеты показывают, что затраты на выработку СМС составляют не более 65-7О% от затрат на выработку 47%-ного хозяйственного мыла. Осуществление широкой программы производства синтетических моющих средств дает возможность высвободить большое количество пищевых жиров.
2. Синтетические моющие средства не взаимодействуют с солями жесткой воды или при взаимодействии дают легко удаляющиеся с ткани соединения. Многие из СМС одинаково хорошо моют в мягкой, жесткой, а некоторые даже в морской воде.
3. Синтетические моющие вещества в зависимости от их состава могут хорошо отмывать ткани не только в щелочной среде, но и в нейтральной, и в кислой.
4. СМС проявляют моющее действие не только в горячей воде, но и в воде сравнительно низкой температуры, что очень важно при стирке изделий из химических волокон и т.д.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И МАТЕРИАЛОВ
Все синтетические моющие средства являются органическими соединениями. Они имеют односторонне расположенную углеводородную цепь и группу, участвующую в реакциях.
Основной составной частью СМС являются органические поверхностно-активные вещества, обладающие смачивающей, эмульгирующей, пептизирующей и пенообразующей способностью . Совокупность этих свойств обусловливает их моющее действие. ПАВ, используемые для производства СМС, разделяются на ионогенные, диссоциирующие в водных растворах на ионы, и неионогенные. Наиболее распространены анионоактивные вещества (алкилсульфаты, алкилсульфонаты и алкиларилсульфонаты), которые распадаются в водных растворах на анионы (более крупные отрицательно заряженные частицы) и катионы (мелкие положительно заряженные ионы, как правило, натрия или калия). Большие по размеру анионы обеспечивают поверхностно-активные свойства. Все анионоактивные ПАВ представляют собой кристаллические вещества, растворимые в воде. Содержание их в СМС составляет от 10 до 40%.
Разработаны также новые синтетические поверхностно-активные вещества амфотерного характера . Они перспективны для производства моющих средств, но пока дороги и еще очень мало распространены.
Для усиления моющего эффекта поверхностно-активных веществ в состав синтетических моющих средств вводят щелочные и нейтральные электролиты , алкилоламиды, карбоксиметилцеллюлозу и др. Полезными добавками являются отбеливающие вещества (перекисные соли, оптические отбеливатели). В отдельные виды СМС вводят антистатики, энзимы, подкрахмаливающие вещества и пр.
В современных СМС используют поверхностно-активные вещества, которые имеют степень биоразложения не менее 90%: алкилсульфонаты,
алкансульфонаты с высокой моющей способностью и высокой биоразлагаемостью, олефинсульфонаты, обладающие хорошим моющим действием, в том числе в жесткой воде, что особенно важно для бесфосфатных моющих средств, и др.
Алкилсульфаты в зависимости от строения молекул делят на первичные и вторичные. Первичные сульфаты представляют собой продукты переработки природных жирных кислот; вторичные сульфаты - продукты переработки нефти.
Алкилсульфонаты представляют собой натриевые соли сульфокислот жирного ряда. Основным исходным сырьем для их получения являются парафиновые углеводороды нефти. Алкилсульфонаты применяют преимущественно в смеси с другими моющими веществами, так как они обладают меньшей моющей способностью, чем алкилсульфаты.
Алкиларилсульфонаты - натриевые соли алкиларилсульфокислот, получаемых сульфированием алкилированного бензола. Исходным сырьем для них служат керосиновые фракции нефти. Серьезным недостатком всех бензольных производных моющих веществ является их трудная биоусвояемость.
Более половины всех СМС изготовляют на основе алкиларилсульфонатов.
Электролиты улучшают эффект стирки и усиливают поверхностную активность моющих средств. Они разрушают жировые загрязнения, смягчают воду и улучшают моющее действие синтетических моющих средств, благодаря чему уменьшается их расход. В порошки, предназначенные для стирки хлопчатобумажных и льняных изделий, добавляют в большом количестве соду и полифосфат натрия, для стирки шерстяных и шелковых тканей- нейтральные электролиты (сульфат натрия и др.). В порошки универсального назначения добавляют полифосфаты с целью создания оптимальной щелочной среды. Однако эти добавки разрушают и белковые вещества (шерсть, шелк), вредно влияют на окружающую среду. Их постепенно заменяют на нейтральные добавки – цеолиты.
Алкилоламиды являются стабилизаторами пены, их вводят в СМС в количестве 1-3%. Они существенно повышают эффективность синтетических моющих средств, усиливая устойчивость пены, суспензируя загрязнения и предотвращая их осаждение на ткани. Введение их в состав моющих средств снижает содержание активного моющего вещества. Их не применяют, однако, для СМС, предназначенных для стирки в стиральных машинах, в которых сильное пенообразование затрудняет их функционирование.
В СМС вводят также нейтральные соли- сульфат и фосфат натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность моющих средств, ор входит во все виды СМС. Моющие средства содержат также до 30% фосфорных солей - тринатрийфосфатов и полифосфатов для снижения щелочности моющих растворов до рН=7.
В состав СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей вводят карбоксиметилцеллюлозу (натриевая соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты). Она предотвращает повторное осаждение загрязнений на поверхность хлопчатобумажных тканей. Для предотвращения ресорбции грязи на шерстяных и шелковых тканях в СМС добавляют поливинилпирролидон.
Среди неионогенных поверхностно-активных веществ наиболее известны препараты ОП, представляющие собой продукты конденсации жирных кислот (или спиртов) с окисью этилена. Их применяют преимущественно в текстильном производстве при обработке волокон и тканей и лишь частично в производстве бытовых моющих средств. Препараты ОП применяют для изготовления жидких моющих средств в смеси с другими веществами. Они характеризуются хорошей смачивающей, но недостаточной пенообразующей способностью, представляют собой маслообразную жидкость коричневого цвета.
Для сохранения белизны изделий белого цвета в состав СМС вводят химические и физические (оптические) отбеливатели. Из химических отбеливателей, которые используют в СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей, обычно применяют соли перекисных кислот (персоли). При температуре моющего раствора свыше 60 С это вещество гидролизуется, выделяя атомарный кислород , который и является отбеливающим и дезинфицирующим агентом.
Современные моющие средства содержат специальные биодобавки для удаления загрязнений жирового происхождения и белковых веществ, содержащих протеин (следы крови, яичного белка , молока) – ферменты (энзимы).
В последнее время признано целесообразным введение в состав синтетических моющих средств в качестве добавки хозяйственного мыла, которое стабилизирует пенообразование и улучшает моющее действие.
В состав СМС для стирки синтетических волокон иногда дополнительно вводят антистатики, которые снимают заряды статического электричества. В качестве антистатиков обычно используют неионогенные и катионоактивные поверхностно-активные вещества.
Неприятный запах в порошкообразных СМС, особенно содержащих ферменты , устраняется введением отдушек, например, парфюмерные отдушки с использованием недорогих эфирных масел с запахом свежести, цитрусовых или цветочных ароматов. В качестве дезинфицирующих добавок чаще всего применяются вещества, обладающие противогрибковым, бактерицидным или бактериостатическим действием.
Применение красителей в составе СМС основано на оптическом эффекте, поскольку красители адсорбируются на поверхности тканей без химического воздействия на ткань. Для этой цели используют ультрамарин, индиго, синтетические органические пигменты. При этом ткань приобретает большую белизну и яркость за счет голубого оттенка.

2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОБРАЗЦА
Современный ассортимент синтетических моющих средств весьма обширен. По консистенции СМС делят на порошкообразные, жидкие и пастообразные. Основную массу моющих средств составляют стиральные порошки (около 80%). В меньшем количестве выпускаются жидкие моющие вещества и пасты (около 20%). По условиям применения выделяют СМС для низко- и высокотемпературной стирки, по способу применения – высокопенные (для ручной стирки) и низкопенные (для машинной стирки, в том числе для стирки в автоматических машинах).
В зависимости от назначения бытовые синтетические моющие средства делят на следующие основные виды:
1) средства для стирки шерстяных и шелковых тканей;
2) средства универсального назначения для стирки разнообразных тканей, в том числе из химических волокон;
3) средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей;
4) средства для стирки грубых и сильно загрязненных тканей, в частности спецодежды;
5) средства для туалетных целей (шампуни для мытья волос, жидкие мыла и т.п.);
6) средства для мытья посуды, инвентаря, домашней утвари и др.
Средства для стирки шерстяных и шелковых тканей имеют рН 1%-ного раствора 7-8,5. Их приготовляют в основном из первичных алкилсульфатов, сульфата натрия (электролит до 50%) и небольшого количества алкилоламидов (до 2%). Иногда добавляют немного гексаметафосфата или бикарбоната натрия для создания слабой щелочной среды (при стирке при комнатной температуре или в теплой воде). Наиболее широкое применение имеют жидкие препараты для стирки шерстяных и шелковых тканей, такие как «Ваниш», «Ласка» (выпускается как в твердом, так и в жидком виде) и др.
Средства универсального назначения для стирки разнообразных тканей, в том числе химических волокон (рН 9-9,5) предназначены для тканей из смеси природных и синтетических волокон. Готовят обычно из смеси алкилсульфатов и алкиларилсульфонатов, неионогенного поверхностно-активного вещества – препарата ОП, триполифосфата натрия (до 40%), алкилоламидов (до 2%), карбоксиметилцеллюлозы (около 1%) и оптических отбеливателей.
Как правило, в данной группе представлены отдельно средства для стирки белого и цветного белья, хотя это разграничение наблюдается не всегда. Стирка изделий из хлопка и льна подобными средствами допускается с кипячением, а из шерсти и шелка – при температуре не выше 40 С. Ассортимент данных СМС наиболее разнообразен: «Лотос», «Дося», «Ariel», «Tide», «Bonux», «Миф-универсал» и т.д. Часто торговые марки универсальных СМС выпускаются с различными ароматами, что достигается введением отдушек.
Средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей имеют рН 1%-ного раствора 10-11,5 %. Приготовляют преимущественно из алкиларилсульфонатов, добавляя в некоторые СМС также и алкилсульфаты и алкилсульфонаты. В состав этих средств входят карбоксиметилцеллюлоза, алкилоламиды, триполифосфат натрия и до 10-15% кальцинированной соды. Помимо классических компонентов в их состав вводится до 10-15 % отбеливателей. Ассортимент данных средств не столь разнообразен, как СМС универсального назначения («Лебедь», «Детский» и др.).
Средства для туалетных целей готовят на основе вторичных алкилсульфатов. В них добавляются также спирт, глицерин, отдушки и др.
Средства для посуды, инвентаря, домашней утвари представляют собой очень обширную группу синтетических моющих средств. По назначению они подразделяются на средства для мытья посуды, средства для мытья стекол (окон и зеркал), средства для чистки раковин, газовых плит и т.д. Они выпускаются различной консистенции: жидкие, геле-, пастообразные, сыпучие. Могут иметь различные ароматические добавки. Марочный ассортимент данной продукции весьма широк и многообразен: средства для мытья посуды – «Fairy», «Пемолюкс» и др.; средства для мытья окон - «Секунда», «Истра» и т.д.; универсальные СМС – «Чипо», «Cillit» и т.д.
Следует отметить, что основным направлением развития ассортимента СМС является производство универсальных моющих средств с биодобавками, что дает возможность их утилизации после использования, а также обеспечивает функциональную пригодность для стирки изделий как из природных, так и искусственных, синтетических волокон и их смеси. В то же время наблюдается четкая тенденция разделения моющих средств (особенно порошков) для ручной и машинной стирки, что обусловлено требованием ограниченного пенообразования в стиральных машинах.
Синтетические моющие средства имеют ряд достоинств: не требуют дорогого дефицитного сырья для изготовления; безразличны к жесткой воде; не ослабляют прочности многих тканей; не влияют на их окраску.
Потребительская ценность моющих средств определяется рядом комплексных и единичных свойств, которые характеризуют как моющие средства, так и эффективность моющего процесса. Из группы функциональных свойств важнейшими являются моющая способность и универсальность.
Моющая способность – это комплексное свойство, определяющее способность моющего вещества или состава на его основе восстанавливать чистоту и белизну загрязненной поверхности. Оценивают моющую способность по степени белизны, достигнутой после стирки искусственно загрязненного образца ткани в моющем растворе определенной концентрации. Моющая способность определяется природой и видом моющего вещества. На величину моющей способности влияют также характер загрязнения, природа и структура отстирываемого материала, жесткость воды, рН моющего раствора и температура стирки. Для определения моющей способности обычно применяют загрязнения, содержащие животные жиры , минеральные масла, сажу и силикаты , имитирующие уличную пыль.
Пенообразующую способность моющих средств характеризуют объемом или высотой столба пены, а также пеноустойчивостью, т.е.отношением первоначального значения объема или высоты столба пены к значениям этих показателей через определенный промежуток времени. Пенообразование важно учитывать при изменении режима стирки. При ручной стирке обильное и стабильное пенообразование повышает эффективность стирки, в то время как при механизированной стирке белья и мытье посуды требуется низкая пенообразующая способность.
Универсальность. Это свойство характеризует пригодность моющих средств к проявлению основной