Старт в науке. Синтетические моющие средства: классификация и назначение

Разделяют на сыпучие (порошкообразные, хлопьевидные), пастообразные, жидкие и кусковые; по назначению-на бытовые и техн. назначения; по сфере применения и специфике отмываемого субстрата-на универсальные ср-ва для стирки, ср-ва для машинной стирки сильно загрязненного белья, стирки изделий из тонких, чувствительных к повреждению и усадке , стирки и отбеливания с кипячением, для предварит, замачивания, ср-ва с для низкотемпературной стирки, ср-ва с противоусадочным, мягчительным, антистатич., освежающим цвет или иным эффектом, специальные синтетические для детского белья и т.д.

С интетические обычно включают мицеллообразующие (ПАВ), обладающие , смачивающим и антистатич. действием, разл. , обеспечивающие антиресорбц. действие (предотвращают повторное отложение частиц загрязнения), парфюм. отдушку, маскирующую специфич. запах композиции и ароматизирующую белье, а также всевозможные спец. : оптич. и пероксидные отбеливатели, и , р-рители, консерванты, пеногасители, наполнители-связую-щие (в кусковых синтетических ) и др.

Основа многих синтетических - анионные ПАВ, напр. алкилбен-золсулъфонаты (преим. линейные, обладающие хорошей биоразлагаемостью), алкилэтоксисульфа-ты, алкансулъфонаты, a -олефинсульфонаты .

В связи с общемировой тенденцией к снижению т-ры стирки и использованию синтетических с и катионными мягчи-телями-антистатиками повысилась роль неионогенных , оксиэтилированных ал-килфенолов, . В качестве вспомогат. ПАВ, усиливающих тот или иной эффект и смягчающих нежелательное дерматологич. действие, в синтетические могут вводиться в небольших кол-вах алкил- и алкилэток-сифосфаты, таураты, сульфосукцинаты, a -сульфокар-боновых к-т, эфирокарбоксилаты, и их этоксилаты, N-оксиды третичных , амфогерные производные , и . Нек-рое распространение (особенно в США) получили синтетические на базе анионных и(или) неионогенных ПАВ с катионных ПАВ или , способные в процессе полоскания вследствие на волокнах снижать электростатич. заряд и усадку , а также улучшать ее гриф. Примеры таких катионных , 1-(2-ал-киламидоэтил)-2-алкил-3-метилимидазолинийметилсуль-фат, катионное производное . Оп-тим. при 25-35 °С обычно обладают ПАВ с алкильной цепью С 12 -С 14 , с ростом т-ры стирки оптимум отмечается у гомологов С 14 -С 16 .

При составлении рецептур синтетических часто используют сочетания 2-3 ПАВ -синергетиков, различающихся р-римостью, устойчивостью к жесткости и эффективностью в отношении твердых, жировых и белковых загрязнений. Кол-во ПАВ разл. типов в синтетических достигает 35% по массе.

Хорошее анионных и неионогенных ПАВ обычно достигается в щелочной области рН и в при-сут. разл. . Практически все порошкообразные синтетические содержат минер. , из к-рых наиб. применяемы : триполисфосфат Na, тринатрийфосфат, тетрака-лийпирофосфат и др., способные образовывать комплексы с поливалентными . В жидких рецептурах преим. используют тринатрийфосфат, триполифосфат К и хлорированный тринатрийфосфат (в дезинфицирующих ср-вах для посуды), в фермент-содержащих - неболъпюе кол-во Са или Mg. Полностью или частично ф-цию в синтетических могут выполнять - Na-соли нитрилотриуксусной к-ты (трилон А) и этилендиаминтетра-уксусной к-ты (), этилидендифосфоновой и лимонной к-т (см. ), а также . Использование эффективных заменителей в синтетических весьма актуально в связи с загрязнением водоемов биогенными элементами. Кол-во комплексообразователей в синтетических составляет до 40% по массе.

В качестве электролитов-активаторов в стиральные вводят Na 2 SO 4 , Na 2 CO 3 и Na 2 SiO 3 (или ). Последние два (в кол-ве до 10% по массе) обеспечивают щелочную среду; Na 2 SiO 3 , кроме того, ингибирует корродирующее композиции.

Пероксидные отбеливатели, напр. (пербо-рат) Na, вводят только в порошкообразные синтетические в кол-ве 15-30%. При стирке синтетич. ярких расцветок используют отбеливателей, напр. тетрааце-тилэтилендиамин, пентаацетилглюкозу. Все они, взаимодействуя в р-ре с , образуют надуксусную к-ту, к-рая фактически является низкотемпературным отбеливателем. Как альтернативу применяют также ста-билизир. товарные формы дипероксидодекандикарбоновой к-ты, гексагидрата пероксифталата Mg, алкилдипероксиян-тарной к-ты и др. дипероксидикарбоновых к-т, пероксокар-бонат и Na. Эффективность низкотемпературного отбеливания повышается в присут. и .

Оптич. (флуоресцентные) отбеливатели, широко используемые во всех видах синтетических ,- гл. обр. производные стиль-бена, пиразолона, . Кол-во таких отбеливателей в рецептурах синтетических не превышает 1%.

В качестве антиресорбентов в синтетических обычно используют , или акриловой к-ты в кол-ве от 0,5 до 2% по массе.

Жидкие синтетические могут, кроме того, содержать до 10-15% по массе орг. р-рителей (низшие , их эфиры, ) и , к-рые снижают точки помутнения р-ров и улучшают совместимость компонентов.

Жидкие композиции с высоким содержанием растворенных или суспендир. служат для интенсивной машинной стирки, как правило, с регулируемым пенообра-зованием, достигающимся введением , силиконового пеног асителя и(или) специально подобранного неионогенно-го ПАВ, напр. оксиэтилированных и оксипропилированных . Жидкие синтетические с низким содержанием используют для ручной стирки тонких ; они хорошо пенятся и в зависимости от назначения дополнительно могут включать , консерванты и др. компоненты.

В табл. представлен состав нек-рых промышленных синтетических для стирки.

Ср-ва для ручного мытья посуды имеют примерно тот же состав, что и синтетические для стирки; однако к вводимым в такие ср-ва ПАВ предъявляются повыш. гигиенич. требования -отсутствие токсичного и раздражающего действия. Ср-ва-для поточной автоматизир. мойки посуды содержат, как правило, низкопенные неионогенные ПАВ с высокой обезжиривающей способностью и, наряду с обычным набором , дезинфектанты - хлоризоцианураты, хлорированный триполифосфат Na (сыпучие ср-ва),

Для современной динамичной жизни стирка с помощью хозяйственного мыла является архаичной, и этому есть несколько причин:

а) образование нерастворимых солей в воде высокий жесткости при стирке;

б) невозможность использовать кусковое мыло в современных стиральных машинах;

в) мыла неустойчи­вы в кислых растворах и др.

С начала XX в. шел поиск новых средств, обладающих высокой моющей способностью и поверхностной активностью, т. е. иособностью снижать поверхностное натяжение воды на гра­нице раздела жидкость - газ (воздух). Первым синтезирован­ным поверхностно-активным веществом (ПАВ) было так называемое ализариновое масло, представляющее собой сульфированное касторовое масло, которое впоследствии нашло техническое применение в текстильной промышленности.

Высокая моющая способность синтетических моющих средств, более низкая себестоимость и доступность сырья для производства позволили им занять веду­щие позиции на потребительском рынке.

В производстве синтетических моющих средств (СМС) используют органичес­кие поверхностно-активные вещества, которые в водных растворах диссоциируют на длинноцепочные анионы, обеспечивающие поверхностную активность раство­ра, и катионы, которые влияют только на растворимость этих веществ. Такие ве­щества называются анионоактивные. К ним относятся мыла, алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты.

Поверхностно-активные вещества проявляют хорошую смачивающую, пептизирующую, эмульгирующую способность в отношении загрязнений.

Синтетические ПАВ получают в результате введения сульфогрупп или оксигрупп (а зачастую и их комбинации) в неполяр­ные длинные «жирные» остатки молекул кислот (алкилсульфонаты) или спиртов (алкилсульфаты). Сульфогруппы и оксигруппы обеспечивают ПАВ растворимость в воде, а «жирный» остаток - растворимость в жирах и других неполярных веществах.

В зависимости от строения молекулы ПАВ бывают ионогенные и неионогенные.

Ионогенны (анионоактивные и катионоактивные) ПАВ при растворении в воде образуют заряженные ионы - анионы (отри­цательные) или катионы (положительные). Анионоактивные ПАВ обладают лучшим моющим действием при высоких значениях рН >11 (при сильнощелочной реакции); катионоактивные ПАВ моют в низкощелочных и слабокислых средах (значение pH от 6 до 8)

Алкилсульфонаты - соли сульфокислот. Для моющих средств их получают сульфохлорированием или сульфоокислением предельных углеводородов с числом атомов углерода от 12 до 18, а также присоединением гидросульфита натрия к непредельным углеводородам.

В состав синтетических моющих средств входят помимо поверхностно-активных веществ также различные добавки (щелочи и др. для умягчения воды), химические отбеливатели, ферменты, парфюмерные отдушки, пенообразователи, стабилизаторы и др.

Неорганические соли добавляют в порошкообразные, пастообразные и твердые средства для стирки с разными целями. Карбонат натрия и силикат натрия создают в моющем рас­поре щелочную среду, что смягчает воду; кроме того, анионоактивные ПАВ лучше моют в щелочной среде, поэтому такие или вводят в состав СМС для хлопчатобумажных и льняных тканей. Силикат натрия также замедляет коррозию металлических частей стиральных машин и уменьшает влажность порошкообразных СМС.

Нейтральные соли , такие как сульфат натрия и фосфат натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести по­рошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность СМС, он входит во все виды СМС.

Отечественные моющие средства содержат также до 30 - 35% фосфорных солей - тринатрийфосфат и полифосфаты. Они умягчают воду и снижают щелочность моющих растворов до pH ~ 7 (нейтральная), что необходимо для действия таких добавок, как ферменты. Полифосфаты образуют растворимые комплексы с ионами металлов и предотвращают выпадение в осадок труднорастворимых «солей жесткости». Это способствует устранению налета на тканях, металлических частях и нагревателе стиральных машин. Полифосфаты, в частности гексамеметафосфат натрия под торговой маркой «Калгон», применяются пак добавка к СМС при стирке. В странах ЕС фосфорные соли практически не используют в составе СМС из-за проблем с загрянением сточных вод солями фосфора.

Отбеливатели вводят в СМС для сохранения белизны изделий белого цвета. Отбеливатели подразделяются на химические и физические.

Химические отбеливатели используют в СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей. Обычно применяют соли перекисных кислот (персоли), например перборат натрия. При темпера­туре моющего раствора свыше 60 °С персоли выделяют атомар­ный кислород, который и является отбеливающим и дезинфи­цирующим агентом.

Моноперсульфат калия отбеливает ткань при 60 0 С. Для шерстяных и шелковых тканей применяют пероксид («перекись») водорода. Персоли - сильные окислители они разрушают ткани при длительном и многократном воздействии при высокой температуре. Снижение температуры воды при действии отбеливателей возможно за счет введения катализаторов (активаторов) отбеливания, в частности тетраацетилэтилендиамина (ТАЭД / TAED).

Физические(оптические) отбеливатели применяют для тканей из смешенных волокон, синтетических и натуральных шерстяных и шелковых тканей. Оптические отбеливатели - бесцветные флуоресцирующие органические соединения (флуорисцентные «красители») - это ароматические или гетероциклические соединения с системой сопряженных двойных связей, например производные кумарина, имидазола.. Оптические отбеливатели способны преобразовывать падающий свет ультрафиолетового диапазона в видимый свет в интервале коротких волн оптического диапазона - фиолетового, синего и голубого цвета. Это придает тканям при дневном свете голубизну и «скрадывает» желтизну; при обычном освещении эффект оптического отбеливания не проявляется. Оптические отбеливатели добавляют в СМС обычно в количестве 0,1-0,3%.

Вещества ресорбенты вводят в состав СМС для предотвращения повторного оседания загрязнения на ткани (ресорбции). С этой целью в СМС вводят полимерные добавки: для хлопчатобумажных и льняных тканей используют Na-КМЦ - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (эфир целлюлозы); для шерстяных и шелковых - поли-N-винилпирролидон, карбоксилаты

Биодобавки (ферменты) вводят в СМС для удаления загрязнений или пятен жирового происхождения и белковых веществ, содержащих протеин (следы крови, яичного белка, молока), пятна от ягод, сахара и т. п. Эффективность моющих средств с ферментами зависит от температуры моющего раствора и pH среды.

Ферменты (другое название - энзимы ) удаляют загрязнения за счет ферментативного разрушения длинных молекул загрязнений с образованием низкомолекулярных продуктов, которые легко удаляются при стирке.

Моющие средства, содержащие фермент протеазу, нельзя использовать для стирки изделий из натуральных шелка и шерсти, поскольку они также имеют белковую природу и ферменты могут разрушать ткани. Неприятный запах порошкообразных СМС, которые содержат в своем составе ферменты, устраняется введением отдушек (парфюмерные отдушки с запахом свежести или ароматов зелени, фруктов, цитрусовых).

Красители в состав СМС вводят только в средства для стирки цветных изделий под названием «усилители цвета». Их действие основано на оптическом эффекте: красители адсорбируются на поверхности тканей без химического взаимодействия с нею.

Ассортимент синтетических моющих средств. Синтетические моющие средства по форме выпуска готовых средств под­разделяются на жидкие, пастообразные и твердые - порошкообразные (в том числе гранулированные) и таблетированные.

Средства моющие синтетические порошкообразные по назначению подразделяются на порошки:

Для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей;

Для стирки изделий из искусственных, синтетических, шерстяных и шелковых тканей;

Универсальные для стирки изделий из всех вышепере­численных тканей, из смешенных волокон, кроме изделий из на­турального шелка и шерсти;

Для стирки изделий из шерстяных тканей и трикотажа;

Для стирки детского белья с преобладанием традицион­ного порошкообразного мыла.

Для стирки шерстяных, трикотажных изделий выпускаются жидкие моющие средства с низким значением pH.

По способу применения и в зависимости от типа стирки и типа стиральной машины порошкообразные СМС подразделя­ются на средства:

С пониженным пенообразованием, для машин барабанного типа;

С ненормируемым пенообразованием, для машин активаторного типа и для ручной стирки.

По особенностям состава СМС подразделяются на средства:

С химическими отбеливателями (пероксидами);

С биодобавками (энзимами);

С оптическими отбеливателями;

С химическими и оптическими отбеливателями;

Без отбеливателей и энзимов;

С фосфатами;

Без фосфатов.

Показатели качества. СМС оценивают только по внешнему виду. Порошкообразные СМС должны представлять собой гранулированный порошок от белого до светло-желтого цвета иди окрашенный. Цвет, или белизна, порошка (по шкале белых цветов) должен быть не ниже 60%. Для окрашенных порошков и порошков с биодобавками показатель цвета не определяют. Каждое конкретное наименование СМС, отличающееся от других составом, вырабатывают в промышленности по отдельным техническим условиям. Нормативные документы для определения показателей качества:

ГОСТ Р 52488-2005 «Средства для стирки. Общие технические требования»;

ГОСТ 25644-96 «Средства моющие синтетические порошкообразные. Общие технические требования».

По показателям безопасности порошкообразные СМС должны соответствовать требованиям, установленным в стандартах и санитарных нормах и правилах.

Пыль порошкообразных СМС может вызывать при вдыхании аллергическую реакцию у потребителей, поэтому содержание пыли в порошке нормируют. Порошкообразные СМС не должны сильно пылить.

Фосфорнокислые соли нормируют в строго установленном количестве по причине экологических требований.

Пенообразующая способность должна быть низкой, а пена малоустойчивой (не более 30%) в средствах для машинной стир­ки.

Определение моющей способности СМС обычно прово­дят путем стирки предварительно загрязненных стандартным загрязнителем образцов ткани в стандартной бытовой маши­не (ГОСТ 22567.15-95 «Средства моющие синтетические. Метод определения моющей способности»).

Срок годности порошков с химическими отбеливателями и/или биодобавками ограничен и составляет не менее 9 мес. Для остальных порошкообразных СМС срок годности не ограничен.

Маркировка средств для стирки проводится в соответствии с ГОСТ Р 52488-2005: наименование, включая торговое назва­ние, назначение средства, включая типы тканей и стиральных машин; наименование страны и предприятия-изготовителя с оказанием юридического адреса, товарного знака (при наличии).

Состав средства должен быть указан с учетом следующих требований:

При массовой доле в составе средства 0,2% и более: фос­фаты; фосфонаты; анионные ПАВ; катионные ПАВ; амфотерные ПАВ; неионогенные ПАВ; отбеливающие вещества на основе кислорода; этилендиаминтетрауксусная кислота и ее соли; нитрилотриуксусная кислота и ее соли; мыло (соли жирных кислот); цеолиты; поликарбокислаты;

Независимо от массовой доли в составе средства указывают: энзимы; дезинфицирующие вещества; оптические отбеливатели; ароматизирующие добавки; консерванты.

Массовую долю указывают широким диапазоном: менее 5%, 5% или более, но менее 15%; 15% или более, но менее 30%; 30% и более.

Указывается способ применения с указанием информации о рекомендуемом расходе (количестве) и/или дозировке средства в зависимости от способа стирки, степени загрязнения ткани и жесткости воды, температуры стирки или интервала температур эффективного применения средства; меры предосторожности, в том числе требования: хранить вдали от пищевых - продуктов; беречь от детей и др.; условия хранения; масса не т то (г, кг) или объем (мл, л), т. е. номинальное содержание продукции в упаковке на момент изготовления; срок годности, обозначаемый фразой «Срок годности (месяцев, лет)» с обязательным указанием даты изготовления или «Годен (использовать) до (месяц, год)»; информацию о сертификации; штрихкод продукции (при наличии).

Хранение. Порошкообразные СМС в упакованном виде должны сохранять свои потребительские свойства при температуре не более 35 °С и относительной влажности воздуха не выше 95%. Необходимо защищать средства от прямых солнечных лучей.

Упаковывают порошкообразные СМС в пачки с четырьмя клапанами, которые тщательно заклеивают. Дополнительные вкладыши не требуются, если картон покрыт специальным по­крытием, защищающим порошок от влаги. Стандартные пачки вместимостью 450 г, 600 г, 1000 г. В экономной упаковке - полиэтиленовых пакетах вместимость может быть увеличена до 1-5 кг и более.

Функциональное назначение и состав СМС определяются природой поверхностно-активного вещества и типом ткани при стирке:

Для хлопчатобумажных и льняных тканей используют анионоактивные ПАВ, которые хорошо стирают в щелочной среде. Сильнощелочная среда не оказывает разрушающего действия на хлопок и лен;

Для шелковых и шерстяных тканей используют катионоактивные и неионогенные ПАВ; шерсть и шелк устойчивы и их действию в нейтральной или слабокислой средах;

Для синтетических и смешанных тканей используют смеси ПАВ.

Таблетированные формы СМС, которые имеют определен­ное преимущество при дозировании, упаковывают в блистеры. Жидкие и пастообразные СМС фасуют в полимер­ную тару - банки, флаконы, тубы. Жидкие средства снабже­ны дозирующими колпачками (типа «пуш-пул» - толкай-тяни и «флип-топ» - крышка с защелкой).

Вспомогательные средства для стирки. К ним относятся средства для отбеливания, подсинивания, аппретирования, опо­ласкивания, антистатики, гидрофобизаторы тканей и др.

Средства для отбеливания могут выполнять основную и дополнительную функцию - удаление пятен при стирке без кипя­чения. Действующее вещество - активный химический агент: атомарный кислород или атомарный хлор.

Хлорные отбеливатели (например, “Белизна”, “АСЕ”) со­держат обычно гипохлорит натрия в стабилизированной фор­ме. При разбавлении водой происходит гидролиз гипохлорита и образуется хлорноватистая кислота, которая обладает бакте­рицидным действием. При ее разложении выделяется атомар­ный кислород или хлор: в кислой среде образуется хлор, а в щелочной среде - атомарный кислород. Преимущество таких от­беливателей в том, что они не требуют кипячения.

Кислородсодержащие отбеливатели - персоли, например перборат натрия, содержат в молекуле кисло­родные мостики -О-О-. При температуре моющего раствора 60 - 90 °С это вещество гидролизуется, выделяя пероксид водо­рода, затем атомарный кислород, который и является отбелива­ющим и дезинфицирующим агентом. Таким же действием обла­дает перкарбонат натрия и аналогичные отбеливатели.

Форма выпуска - порошкообразные и жидкие (обычные и концентрированные). Порошкообразные отбеливатели фасу­ют в пакеты или баночки из полиэтилена по 50, 100, 200, 400 г; жидкие - в полимерные бутылки или флаконы вместимостью 0,5... 1,0 л с дозирующими устройствами. Для хлорсодержащих отбеливателей рекомендуется использовать специальные уку­порочные средства с защитой от вскрывания детьми.

Ополаскиватели для белья - это мягчители, или кондиционеры, которые добавляют в воду для полоскания при ручной и при машинной стирке. Ополаскиватели содержат в составе аниона активные и неионогенные ПАВ, отдушки и консервант, который обладает бактерицидным, противогрибковым действием. Ополаскивали придают тканям мягкость, уменьшают зольность (налет). Выпускаются в виде обычных и концентрированных растворов.

Средства для антистатической обработки тканей предназначены для снятия избыточного заряда статического электричества тканей из синтетических волокон и уменьшения электризации при эксплуатации изделий. С этой целью используются средства, содержащие растворы ПАВ, которые способствуют гидрофилизации поверхности волокон и тканей, что увеличивает поверхностную электропроводимость тканей, способствуют стоку зарядов и снижению электризуемости. Антистатики выпускают в двух формах - растворы для полоскания, которые добавляют в воду, или в аэрозольных баллонах, которые наносят на поверхность изделий разбрызгиванием.

Чистящие средства. Удаление загрязнений с предметов домашнего обихода, полов, оконных стекол, окрашенных и пластмассовых поверхностей, бытовых электроприборов и бытовой сантехники производится при помощи специальных чистящих средств. В состав чистящих средств входят моющие вещества, абразивы (толченая пемза, кремнезем), антиадсорбенты, которые отделяют грязь от поверхности, регуляторы кислотности, бактерицидные вещества, отдушки.

Ассортимент чистящих средств классифицируют:

По назначению – универсальные; санитарно-гигиенические; для чистки и мытья посуды; для чистки и промывки канализационных труб; для чистки изделий из цветных и драгоценных металлов; для удаления накипи; для чистки газовых плит, электроплит и другого кухонного оборудования; для чистки обивки мебели и ковров; для чистки оконных стекол, зеркал;

По составу – абразивные и безабразивные;

По консистенции – твердые (в виде гранул, порошка, таблеток); жидкие (в виде суспензии, геля, эмульсии, крема); пастообразные. В последнее время получили широкое распространение чистящие средства в форме салфеток для чистки стекла, мебели, металла и др.

Средства для мытья и чистки посуды предназначены для удаления загрязне­ний любого типа за короткое время, при этом они должны полностью смываться при ополаскивании, быть нетоксичными и не раздражать кожу рук.

Важным тре­бованием к таким средствам является их способность обеспечивать блеск повер­хности, предотвращая потускнение стекла, фарфора и других материалов, корро­зию металла, а также появление пятен солей жесткости. Этим обусловлен сложный состав композиций для мытья и чистки посуды, аналогичный составу стиральных порошков (смесь ПАВ и неорганические активные добавки - щелочи, полифос­фаты, силикаты и др.).

Ассортимент представлен пеномоющими средствами для мытья посуды (в том числе столовой) вручную (контакт с кожей рук) и в посудомоечных машинах.

Формы выпуска: жидкости, твердые вещества (порошкообразные или таблетированные).

Жидкие средства - водные растворы анионоактивных и неионогенных ПАВ. Сочетание ПАВ делает возможным мытье посуды в широком диапазоне температур, а специальные добавки - алкилглюкозид и кокамидопропилбетаин - минимально раздражают кожу рук. Содержание ПАВ в жидких средствах составляет суммарно от 4,5 до 11,5%.

Порошкообразные и таблетированные средства для мытья в посудомоечных машинах представляют собой смесь минеральных и органических соединений: карбонат и силикат натрия, фосфаты для улучшения растворимости солей жесткости и снятия накипи, от 5 до 15% кислородсодержащих отбеливатели.

Многие порошкообразные порошки для чистки металлической посуды содер­жат абразивные материалы - жесткие (кварц и пемза молотые или порошок и др.) и мягкие (глинозем, мел, каолин и др.).

Препараты для чистки ковров в процессе применения представляют собой су­хую пену поверхностно-активных веществ, которая разрушает загрязнения и втягивает их и осевшие на ковер пылинки вглубь пленок. Для повышения вязко­сти раствора и стабильности пены вводят добавки стабилизаторов - КМЦ, поли­акриламида, полихлорвинилового спирта, фосфатов, амидов жирных кислот.

Пятновыводящие средства оказывают различные воздействия на загрязнения: растворение, солюбилизация (растворение в присутствии ПАВ веществ, которые обычно в воде нерастворимы, например, жиры), эмульгирование, диспергирование, химическое взаимодействие и биологическое воздействие. Легче выводятся све­жие пятна, со временем масляные загрязнения полимеризуются и удаляются труднее. Обычно используют смеси органических растворителей (изопропил, циклогексанол и др.), ПАВ, смеси ферментов. Химическое воздействие, например, на пятна ржавчины, оказывает щавелевая кислота.

Выпускают пятновыводящие средства для удаления определенных видов заг­рязнений, но большим спросом пользуются универсальные пятновыводители.

Усилителями химической чистки (детергентами) являются жировое мыло, смеси ПАВ (апкиларилсульфонаты, сложные эфиры сульфированных жирных кислот, сульфаты жирных спиртов, амиды и амины жирных кислот и др.

Вопросы и задания для проверки

1. Назовите группы товаров бытовой химии.

2. Как группируются клеи по происхождению?

3. В чем преимущество синтетических клеев?

4. Почему синтетические моющие средства следует применять согласно инструкции?

5. Как делятся средства для чистки по назначению?

6. Какими свойствами обладает олифа?

7. В чем отличие лака от олифы?

8. В чем отличие масляных красок от эмалей?

9. Какие требования предъявляются к маркировке товаров бытовой химии? Назовите общие требования и специфичные.

10. Какие условия необходимо обеспечивать для сохранения качества каждой подгруппы товаров бытовой химии?

11. Составьте схему экспертизы каждой подгруппы товаров бытовой химии. Отметьте специфичные особенности каждой подгруппы при проведении экспертизы.

Лекция 6

Стеклянные товары

Классификация, состав и строение.

Требования к маркировке, упаковке и условиям хранения.

Экспертиза качества

Стекло – материал аморфно-кристаллитной структуры, получаемый путем переохлаждения расплава, состоящего из различных оксидов, и независимо от химического состава и температурной области затвердевания обладающий при постепенном повышении вязкости механическими свойствами твердого тела. Переход из жидкого состояния в стеклообразное является обратимым.

Стекло – это такое состояние аморфного вещества, которое получается при затвердевании переохлажденной жидкости. Стекло неравновесно по отношению к кристаллическому состоянию, которое может реализовываться при том же составе и при тех же внешних условиях. Отличие от кристаллов состоит в отсутствии периодичности строения.

Технологический процесс производства стеклянных изделий подразделяется на следующие основные этапы:

- подготовка сырьевых материалов и приготовление шихты;

- варка стекломассы;

- формование (выработка) изделий;

- отжиг;

- декорирование изделий.

Схема технологического процесса представлена на рисунке 7.

Точность соблюдения технологических режимов на каждом из этапов оказывает существенное влияние на качество готовых изделий.

Чтобы стекло как материал в каждом отдельном случае удовлетворяло предъявляемым к нему требованиям, оно должно обладать соответствующими свойствами как в холодном состоянии, т. е. в виде стекла, так и в жидко-расплавленном, т. е. и виде стекломассы.

Отжиг и обработка

Рисунок 7 – Типовая технологическая получения стекла

Свойства стекла в холодном состоянии определяют физико-механическую сущ­ность изделий, а свойства стекломассы обусловливают процесс их изготовления.

Многочисленные исследования всевозможных стекол и стекломасс показали, что важнейшие свойства их находятся в функциональной зависимости от химического состава. В зависимости от физико-механических и химических свойств стёкла классифицируются по назначению следующим образом:

Стеклотара (бутыли, консервные банки, бутылки, аптекарская и парфюмерная тара и т. д.);

Стекла для изготовления изделий технического назначения (электроизоляторы, водомерные стекла, лабораторная посуда, оптика, электролампы, светофильтры и т. д.);

Стекла для изготовления изделий медицинского назначения (физиотерапевтические лампы, шприцы, кюветы, дистилляторы и т. д.);

Стекла для изготовления изделий строительного назначения (оконное, зер­кальное, витринное, армированное, узорчатое и другие плоские стекла; стеклоблоки, стеклотрубы, стекловолокно, стеклоткани и т. д.

Стекло как материал широко используют для изготовления художественных изделий и имитации драгоценных камней.

Материалы для производства стекла делят на основные и вспомогательные.

Основные материалы служат для введения в стекломассу важнейших окислов, являющихся основой для образования стекла и называемых стеклообразующи­ми. Обычно состав стекла выражается процентным содержанием окислов. Крем­незем (кварцевый песок) Si0 2 является основной частью стекла. Его содержание в стекле колеблется от 60 до 80%. Оставшуюся часть стекломассы в разных ко­личествах составляют сульфат натрия, сода, поташ, мел, бура, свинцовый сурик, барит и др. От качества кварцевого песка зависит качество стекла, так как он может содержать вредные примеси, окрашивающие стекло в нежелательные цвета. По­этому для производства стекла многие пески предварительно подвергают искусст­венному обогащению для удаления слишком крупных и особенно мелких зерен, глины, окислов железа, остатков растительной жизни и других вредных примесей.

В качестве кислотного компонента в стекло добавляют борный ангидрид В 2 О 3 . Борный ангидрид делает стекло более упругим и увеличивает показатель его преломления, в то же время он ускоряет варку, понижает вязкость стекломассы, способствует более быстрой ее очистке и значительно уменьшает кристаллиза­ционную способность.

Сульфат натрия (Na 2 S0 4) и сода (Na 2 C0 3) необходимы для введения в состав стекла окиси натрия, которая ускоряет стеклообразование и снижает температу­ру плавления кварцевого песка.

Окись калия (К 2 0) вводят с помощью поташа (К 2 С0 3). В составе стекломассы окись калия повышает прозрачность и блеск стекла.

Окись кальция СаО является одной из главных составных частей стекла, она придает ему химическую устойчивость. Вводят СаО в стекло с известняком и мелом. Химический состав их выражается формулой СаС0 3 .

Окись магния МgО снижает склонность стекол к кристаллизации и увеличивает скорость твердения, а совместно с А1 2 0 3 повышает химическую стойкость. Окись магния вводят с помощью магнезита МgС0 3 , а совместно с окисью кальция - в виде минерала доломита СаС0 3 МgС0 3 .

Окись бария ВаО вводят, главным образом, в состав оптических стекол и в со­став стекол для изготовления высокосортных художественных изделий. Сырьем для ввода ВаО является сернобариевая соль BaS0 4 в виде минерала барита, а также углебариевая соль ВаС0 3 в виде минерала витерита.

Окись свинца РbО придает стеклу высокую плотность, повышает показатель преломления, придает характерный блеск и игру цветов. В основном окись свин­ца вводят в состав оптических стекол, а также в стекла для изготовления хруста­ля и художественных изделий. Сырьем для ввода окиси свинца служит свинцо­вый глет РbО и свинцовый сурик Рb 3 0 4 .

Окись цинка ZnO снижает коэффициент термического расширения стекол и повышает химическую устойчивость. Окись цинка вводят при помощи цинковых белил ZnO или углекислого цинка ZnCO 3 .

К вспомогательным сырьевым материалам относят красители, обесцвечиватели, окислители, восстановители, глушители и осветлители.

Красителями называют такие вещества, которые, будучи введены в состав сте­кол, окрашивают их в тот или иной цвет. Так, например, соединения марганца ок­рашивают стекло в фиолетовый цвет, соединения кобальта - в синий, хрома - зеленый; никель придает стеклу дымчатую или красновато-фиолетовую окрас­ку. Соединения железа окрашивают стекла в сине-зеленый цвет (закись железа) или в желтый и коричневый цвета (окись железа).

Селен окрашивает стекло в красный и розовый цвета, золото дает так называемый «золотой рубин» от темно-красной до розовой окраски. Серебро придает стеклу зо­лотисто-желтый цвет, а медь - ярко-красный, или так называемый «медный рубин».

Обесцвечиватели - вещества, которые будучи введены в состав стекла, унич­тожают нежелательную окраску, вызванную красящими примесями, преимуществен­но окислами железа, попадающими в стекло в качестве неизбежных примесей к сырьевым материалам (мелу, песку, сульфату и т. д.).

Обесцвечивание может быть химическим и физическим. Сущность химическо­го обесцвечивания заключается в окислении закиси железа в окись, так как кра­сящее действие последней примерно в 10 раз слабее первой. В качестве окис­лителей используют трехокись мышьяка As 2 0 3 , аммонийную селитру NH 4 *N0 3 , сульфат натрия Na 2 S0 4 и др.

Физическое обесцвечивание заключается в окраске стекломассы в дополнитель­ный цвет. Так, например, если стекло, окрашенное закисью железа в зелено-голу­боватый тон, дополнительно окрасить марганцевым или селеновым красителем в розово-красный цвет, то от сложения этих цветов оно становится бесцветным. Однако светопропускаемость его при этом значительно снижается.

Глушители делают стекло непрозрачным - глухим. В качестве глушителей используют фтористые соединения (минерал криолит 3NaFAIF 3 , плавиковый шпат CaF 2) и соли кремнийфтористоводородной кислоты, например Na 2 SiF 6 . Наиболее эффективным глушителем среди фтористых соединений является криолит. Кро­ме фтористых соединений глушение стекла производят соединениями фосфора и соединениями олова. К этой группе относят костяную муку Са(Р0 4) 2 , кислый фосфорнокислый кальций CaНP0 4 *2Н 2 0 и кислый фосфорно-кислый натрий NaHP0 4 *12Н 2 0, а также окись олова Sn0 2 .

Осветлители в стекломассе быстро разлагаются с образованием большого количества газов. Эти газы, пронизывая стекломассу, захватывают мелкие газовые пузырьки, увлекают их и выводят в атмосферу. Благодаря этому стекломасса становится светопрозрачной. В качестве осветлителей употребляют азотнокислый аммоний NН 4* N0 3 , хлористый аммоний NH 4 CI, сернокислый аммоний.

Листовое стекло является базовым продуктом стекольной промышленности - это бесцветное, прозрачное натрий-кальций-силикатное стекло, изготавливаемое методами флόат или вертикального вытягивания без какой-либо дополнительной обработки поверхностей, имеющее вид плоских прямоугольных листов, толщина которых мала по отношению к длине и ширине. Обычно используют стекла с толщинами от 1,9 до 19 мм.

Флόат-стекло характеризуется исключительной ровностью и отсутствием оптических дефектов. Наибольший размер стекла, как правило, составляет 5100-6000 мм и 3210 мм, при этом толщина листа может быть даже меньше двух и достигать 25 мм. Получаемое стекло может быть прозрачным, окрашенным или иметь специально нанесенное покрытие. Стекло, изготавливаемое при помощи флоат-метода, называется флоат-стеклом и в настоящее время является наиболее распространенным типом стекла.

Получение стекла состоит в подготовке сырьевых материалов, составление шихты и варке стекла.

Сырьевые материалы в том виде, в каком они поступают на производство, не всегда бывают пригодны для использования в производственном процессе. Они могут содержать вредные примеси, зернистость не соответствует требуемой. Поэтому все сырьевые материалы предварительно обогащают, дробят, измельчают, просеивают и сушат.

Дозирование компонентов шихты осуществляется дозаторами, которые должны обеспечивать высокую точность процесса в условиях его высокой производительности. Отвешенные в соответствии с заданным составом компоненты шихты ленточным конвейером подаются в смеситель.

Под варкой стекла или стекловарением понимают термический процесс, в результате которого смесь разнородных компонентов образует однородный расплав.

Сущность процесса заключается в нагревании шихты в стекловаренных печах различных конструкций, в результате чего она превращается в жидкую стекломассу, претерпевая сложные физико-химические взаимодействия компонентов, происходящие на протяжении значительного временного интервала.

Различается пять основных этапов варки стекла:

1. Силикатообразование, на стадии которого образуются силикаты и другие промежуточные соединения. Для стекол обычного состава этот этап завершается при температуре 950-1150 C.

2. Стеклообразование, в ходе которого образовавшийся на первом этапе спек с повышением температуры плавится, завершаются реакции силикатообразования, а также происходит взаимное растворение силикатов. В расплаве силикатов протекает весьма медленное, постепенное растворение избыточного кварца, составляющее главное содержание этого этапа. К моменту его окончания образуется прозрачный неоднородный по составу расплав, включающий много пузырей. В общем случае этап стеклообразования завершается при температуре 1200-1250 C.

3. Осветление (дегазация), на протяжении которого из расплава удаляются видимые газовые включения – крупные и мелкие пузыри. Для обычных стекол этап завершается при 1500-1600 C.

4. Гомогенизация (усреднение), на стадии которой происходит усреднение расплава по составу, и он становится химически однородным. Важно отметить, что гомогенизация протекает одновременно с осветлением и в том же диапазоне температур.

5. Студка (охлаждение), в ходе которой происходит подготовка стекломассы к формованию, для чего температуру равномерно понижают до 300-400 C, добиваясь тем самым необходимой вязкости стекла.

Стекловаренная печь – это сердце стекловаренного завода, и именно здесь закладывается основа для получения качественного конечного продукта. В зависимости от количества стекла, которое нужно сварить, используются небольшие стекловаренные печи непрерывного действия.

Стекловарение является ответственным процессом с классическими задачами технологического управления, такими как измерение, управление, регулирование и вычисление. Типичными задачами регулирования являются уровень стекла, давление в печи, количество топлива и воздуха для сжигания, их соотношение.

В стекловаренной печи при высокой температуре в шихте происходят различные процессы и разнообразные превращения. При сравнительно небольших температурах (около 400°С) между материалами шихты начинаются химические реакции, ведущие к образованию силикатов. По мере дальнейшего нагревания шихта превращается в расплав различных солей. Образовавшие­ся силикаты и остатки непрореагировавших компонентов спека­ются в плотную массу. Это первая стадия варки стекла - сили­катообразование (температурный режим 800-900 °С).

При последующем повышении температуры силикаты рас­плавляются и растворяются. Образуется пенистый и непрозрач­ный расплав, пронизанный частицами материалов шихты и пу­зырьками газов, выделяющихся во время реакций. Постепенно твердые остатки шихты растворяются в расплаве, пена исчезает, образуется прозрачная стекломасса. Это вторая стадия стекло­варения - стеклообразование (протекает при температуре 1150-1200 °С).

Полученная масса содержит в себе газообразные включения различных размеров и неоднородна по химическому составу. Поэтому она пока еще непригодна для выработки изделий. Про­цесс удаления из стекломассы пузырей (дегазация) называется осветлением (температура 1400-1500 °С). Оно заключается в вы­делении газообразных включений из стекломассы при дальней­шем нагреве за счет снижения ее вязкости.

Моющие средства -- многокомпонентные смеси веществ, водные растворы которых применяются для очистки поверхностей от загрязнений. К моющим средствам относятся мыла и синтетические моющие средства (CMC).

В состав мыла могут входить остатки как насыщенных, так и ненасыщенных жирных кислот. Насыщенные жирные кислоты: пальмитиновая, стеариновая, лауриновая. Пальмитиновая кислота придает мылу твердость и хорошие пенообразующие свойства. Стеариновая кислота усиливает моющее действие мыла в горячей воде. Благодаря лауриновой кислоте, мыло лучше растворяется в холодной воде, увеличивается его моющая способность, уменьшается набухание. Ненасыщенные жирные кислоты: олеиновая, линолевая, линоленовая. Полученное на их основе мыло отличается жидкой или мазеобразной консистенцией, быстро прогоркает, зато мылится в холодной воде.

Источником жирных кислот является натуральное органическое жировое сырье животного или растительного происхождения и жирозаменители. Из животных жиров используют: говяжий, свиной, бараний, могут быть использованы рыбьи жиры и жиры морских животных.

Сырье растительного происхождения представлено саломасом. Это продукт гидрогенизации (насыщения) водородом двойных связей ненасыщенных жирных кислот, содержащихся в жидких растительных жирах. Мыло с большим содержанием саломаса быстро прогоркает, разбухает в воде, на ощупь жесткое, непластичное.

В рецептуры мыла могут входить соапстоки. Соапстоки образуются при очистке (рафинировании) жиров и масел растворами щелочей. Они придают мылу жесткость, повышенную размокаемость, а при плохой очистке темный цвет и неприятный запах.

Жирозаменители в первую очередь представлены синтетическими жирными кислотами (СЖК). Их получают окислением парафиновых углеводородов кислородом воздуха в присутствии катализатора. СЖК должны быть тщательно очищены, так как придают мылу темный цвет и неприятный запах. В присутствии СЖК облегчается механическая обработка мыльной основы, продукт получается более однородным и пластичным. Введение канифоли повышает растворимость мыла в холодной воде и пенообразование, замедляет прогоркание, но при хранении вызывает пожелтение и увеличивает липкость мыла. Таловое масло представляет собой отходы от производства целлюлозы. Его применяют в рецептурах низкосортного мыла, так как оно придает мылу темный цвет и неприятный запах. Нафтеновые кислоты вводят в жировую основу хозяйственного мыла в виде мылонафта или асидола. Мылонафт получают, обрабатывая щелочью нефть и нефтепродукты. При взаимодействии мылонафта с серной кислотой получают асидол. Введение этих компонентов свыше определенных пределов приводит к излишней мягкости, истираемости, потемнению мыла, которое к тому же приобретает неприятный запах.

Неорганическое сырье используется для омыления нейтральных жиров -- триглицеридов жирных кислот, и нейтрализации свободных (расщепленных) жирных кислот. Это едкий натрий (каустик, каустическая сода) и карбонат натрия (кальцинированная сода). Кроме того, в производстве мыла используют силикат натрия, который устраняет липкость мыла при введении канифоли. Для придания мылу непрозрачности и белого цвета могут быть использованы титановые и цинковые белила.

Технологический процесс изготовления мыла включает две группы операций. В первую группу входит варка мыла, представляющая собой химический процесс взаимодействия жиров и жирозаменителей с щелочами. Она заканчивается приготовлением водных растворов жирно-кислых солей различной концентрации. Вторая группа технологических операций преследует цель придать мылу товарный вид. В эту группу операций входят охлаждение и затвердевание концентрированного мыльного раствора, сушка и формование в куски или распыление в порошки, упаковка готового продукта.

Твердые мыла получают горячей варкой, которую осуществляют прямым или косвенным методом.

Прямой метод заключается в приготовлении из жиров (и жирозаменителей) и щелочей раствора солей жирных кислот (т. е. мыла) определенной концентрации (от 40 до 66%). Такой раствор называется мыльным клеем (по внешнему сходству с концентрированным раствором мездрового клея). После охлаждения он застывает. Полученное мыло разрезают на куски. Такое мыло называют клеевым.

Варка мыла по косвенному методу предусматривает обработку горячего мыльного раствора электролитами (поваренной солью). Этот процесс, называемый высаливанием, вызывает коагуляцию мыльного раствора -- расслоение на два слоя: нижний -- подмыльный щелок (раствор соли, глицерин и др.) и верхний -- мыльное ядро -- концентрированное мыло с содержанием не менее 60% солей жирных кислот. После охлаждения его разрезают на куски и придают ему товарный вид. Такое мыло называют ядровым.

Высшие сорта хозяйственного мыла, а также туалетные мыла изготовляют с высаливанием. Этот процесс приводит к повышению концентрации мыла и освобождению его от примесей сопутствующих веществ (глицерина, красящих и белковых веществ), содержащихся в исходном сырье, а также от различных загрязнений. Для получения особо чистых и светлых мыл высаливание проводят несколько раз, а кроме того, мыло подвергают процессу шлифовки, заключающемуся в дополнительной промывке мыльного ядра слабыми водными растворами электролитов.

Качество полученного мыла повышают дальнейшим подсушиванием и особенно перетиранием в специальных шнековых машинах (экструдерах), заменяющих пилирные машины (вальцы). При этом улучшается структура мыла (становится более плотной). В результате этого получается пилированное мыло.

В зависимости от консистенции и физического состояния мыла подразделяют на твердые (в кусках), мазеобразные, жидкие и порошкообразные. Каждую из этих групп делят на мыла с различным содержанием жирных кислот (в виде жирно-кислых солей). Выпускают твердые мыла обычные (без пилирования или равноценной обработки) и пилированные. Более высокими потребительскими свойствами обладают пилированные мыла.

Ассортимент хозяйственных мыл подразделяют по назначению на мыла: для стирки и для отмывания посуды и хозяйственных изделий.

Твердые мыла для стирки выпускают в основном в виде кусков и порошков. Кусковое хозяйственное мыло (обыкновенное и осветленное) выпускают с содержанием жирных кислот 72, 70 и 60%. Твердое 60%-ное хозяйственное мыло выпускают в кусках по 400 г, 70%-ное -- по 340, а пилированное 72%-ное -- по 250 г.

72%-ное мыло (пилированное) является лучшим твердым хозяйственным мылом. Его вырабатывают косвенным методом. Цвет его от светло-желтого до желтого.

Твердые 60%-ные мыла вырабатывают прямым и косвенным методами. Они имеют цвет от желтого до светло-коричневого.

Жидкие и мазеобразные мыла варят аналогично твердым мылам с той лишь разницей, что применяют другие виды сырья. По своему составу они представляют собой преимущественно калиевые соли жирных кислот расщепленных подсолнечного, соевого, конопляного и других растительных масел, а также соапстока этих масел. В состав жировой смеси входит также до 20% нафтеновых кислот, 12--15% канифоли и таллового масла. В готовый мыльный клей вводят 1--3% кальцинированной соды, поташа или хлористого калия, что обеспечивает достаточную подвижность мыла и устраняет его излишнюю тягучесть. Жидкие хозяйственные мыла применяют для хозяйственных и технических целей, а также в медицине и ветеринарии.

Туалетные мыла в отличие от хозяйственных имеют более широкий ассортимент. Это обусловлено разнообразием их состава, окраски и отделки. Их выпускают в твердом (в кусках и в порошкообразном состоянии) и в жидком состоянии.

Туалетные мыла должны иметь хорошую растворимость и давать повышенное пенообразование не только в горячей, но и в холодной воде. Поэтому в состав жировой смеси туалетных мыл, помимо жирового сырья, применяемого для высших сортов ядрового мыла, вводят некоторое количество кокосового масла или низкомолекулярных синтетических жирных кислот.

Твердые туалетные мыла содержат от 74 до 80% жирных кислот. Их подразделяют: по назначению -- на туалетное и медицинское, или специальное; по составу и качеству -- на группы, отличающиеся составом исходного сырья и качеством мыла; по цвету -- на неокрашенное (белое) и окрашенное (в различные светлые тона); по запаху -- на цветочное и фантазийное; по характеру упаковки-- на открытое и закрытое (в обертке); по форме куска -- на обыкновенное и фигурное.

Туалетные мыла окрашивают водорастворимыми анилиновыми красителями (родамин красный, метанил желтый и др.). В качестве отдушек (от 1 до 1,5% массы мыльной основы) применяют натуральные эфирные масла (розовое, гвоздичное и др.) или синтетические душистые вещества.

Мыла первой группы (Бархатистое и др.), как и 80%-ное туалетное мыло, обладают высоким моющим действием, дают стойкую пену и быстро подсыхают на мыльнице. Мыла второй группы (Хвойное, Косметическое) и особенно третьей (Банное, Цветочное и др.), вырабатываемые в основном из саломаса и синтетических жирных кислот, обладают несколько худшим моющим действием, дают менее стойкую пену и отличаются повышенной набухаемостью в воде (плохо сохнут на мыльнице).

В отдельные специальные виды туалетного мыла вводят трудноомыляемые жировые вещества, например ланолин (шерстный жир) и вазелин, смягчающий кожу человека и предотвращающий ее чрезмерную сухость после мытья.

В основу туалетных мыл, предназначенных для лечебных и дезинфицирующих целей, вводят лечебные и дезинфицирующие вещества (деготь, тимол, крезол, борную кислоту и др.). Такие мыла называются медицинскими (борно-тимоловое, дегтярное, сульсеновое и некоторые другие).

Порошкообразные туалетные мыла получают распылением расплавленной мыльной основы, в состав которой предварительно вводят специальные добавки.

Жидкие туалетные мыла, предназначаемые обычно для мытья головы, представляют собой водно-спиртовые растворы калиевых солей жирных кислот (около 20%). В их состав вводят парфюмерные отдушки.

Современные CMC представляют собой сложные по составу многокомпонентные смеси Основным компонентом являются синтетические моющие вещества и их смеси, которые уменьшают поверхностное натяжение воды, улучшают смачиваемость ткани, повышают эмульгирующую и пенообразующую способность CMC. В качестве основного компонента используются анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные ПАВ.

Анионоактивные ПАВ обладают моющим действием и придают CMC растворимость в воде. Это наиболее часто применяемая в производстве группа ПАВ. Катионоактивные ПАВ используются как ингибиторы коррозии, антистатики, гидрофобизаторы, эмульгаторы, дезинфектанты. Амфотерные ПАВ применяются для производства пеномоющих средств. Неионогенные ПАВ обладают высокой биоразлагаемостью. Они отличаются хорошей смачивающей способностью, но низкими пенообразованием и пеноустойчивостью.

Критериями выбора ПАВ для производства CMC являются, с одной стороны, их функциональные свойства, и прежде всего моющая способность, с другой -- все больше возрастающие экологические требования. Экологические свойства ПАВ (биоразлагаемость) дают основания подразделить поверхностно-активные вещества на три поколения:

• - бионеразлагаемые или биоразлагаемые менее чем на 30%;
• - биоразлагаемые более чем на 80 %, но не до простейших неорганических веществ;
• - полностью биоразлагаемые соединения.

В некоторые рецептуры CMC вводят мыло, которое служит пеногасителем, так как в присутствии ионов кальция образует нерастворимый стеарат.

Щелочные (карбонат и силикат натрия) и нейтральные соли -- электролиты, -- гидролизуясь, создают щелочную среду, что ускоряет переход загрязнений из ткани в раствор, умягчают воду.

Щелочные электролиты вводят в основном в состав CMC для хлопчатобумажных и льняных тканей. Силикат натрия замедляет коррозию металлических частей стиральных машин, усиливает антиресорбционную способность CMC, уменьшает гигроскопичность порошковых CMC.

Нейтральные соли (сульфат и фосфат натрия) используются для улучшения сыпучести и растворимости CMC, а также в качестве водосмягчающего средства, увеличивающего моющую способность. Этот компонент входит во все виды CMC, но в наибольшем количестве присутствует в CMC для шерстяных, шелковых и синтетических тканей.

Карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), вводят в состав CMC для льняных и хлопчатобумажных тканей для предотвращения повторного осаждения загрязнений на поверхность ткани.

Пенообразующая способность CMC обеспечивается введением стабилизаторов пены. Они не только увеличивают стабильность пены, но и суспензируют загрязнения, предотвращают их осаждение на ткани. В случае если пена не желательна в состав CMC вводят пеногасители.

Для придания большей белизны изделиям белого цвета, изготовленным из тканей различной природы, в состав CMC вводят химические и оптические отбеливатели. Химические отбеливатели обычно входят в состав CMC для хлопчатобумажных и льняных тканей. Они вступают в реакцию с тканью и разрушают ее. Чтобы устранить желтый оттенок неокрашенных тканей применяют оптические отбеливатели

Ферменты служат для удаления пятен, белка и жира. Эффективность моющих средств с ферментами достигает максимума при температуре моющего раствора 40 -- 45 ° С и резко снижается при температуре 60 °С и более.

Они входят в состав универсальных CMC, предназначенных для стирки шерстяных, шелковых и синтетических тканей. В состав CMC иногда вводят антиэлектростатическое вещество (антистатик), которое снимает заряды статического электричества.

Для предотвращения слеживаемости CMC и улучшения их технологических свойств в рецептуры добавляют гидротропные.

Для ароматизации моющих средств в их состав вводят парфюмерные отдушки.

В качестве дезинфицирующих добавок применяют вещества обладающие фунгицидным, бактерицидным или бактериостатическим действием.

Применение красителей основано на оптическом эффекте. Никакого химического действия на ткань они не оказывают. В рецептурах присутствуют ультрамарин, индиго, синтетические органические красители. Окрашенные CMC используют для стирки изделий из натуральных и синтетических волокон. При этом ткань приобретает белизну, голубоватый или розоватый оттенок.

Определенное влияние на потребительские свойства CMC оказывают особенности их производства. Технология изготовления синтетических моющих средств включает приготовление композиций, сушку, фасовку и упаковку.

В соответствии с Общероссийским классификатором продукции СМС подразделяются на пять видов:

для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей;

для стирки изделий из шелка, шерсти, искусственных и синтетических тканей;

универсальные;

для замачивания белья и хозяйственно-бытовых нужд;

специального назначения.

Синтетические моющие средства классифицируются по консистенции, составу, назначению и способу применения.

По агрегатному состоянию (консистенции) мы имеем твердые порошковые (гранулированные), жидкие и пастообразные CMC.

По назначению можно говорить о четырех группах CMC: для стирки изделий из хлопчатобумажных, льняных и смешанных тканей; для стирки изделий из шерсти, шелка и синтетических тканей; универсальных CMC и CMC комплексного действия.

По способу применения (способу стирки) различают CMC с высоким (ненормируемым) пенообразованием (для стирки вручную и в стиральных машинах активаторного типа) и с пониженным пенообразованием (для стирки в автоматических и полуавтоматических стиральных машинах).

По составу синтетические моющие средства бывают без перекисных соединений и биодобавок (простейшие), с биодобавками, с перекисными соединениями, с перекисными соединениями и биодобавками, для шерсти, тонких тканей и детского белья, для цветных тканей и для снижения пиллинта (в наименование таких препаратов входит обозначение «колор», а их применение требует особого температурного режима. В их состав входят полимерные добавки, препятствующие переносу красителей с ткани в раствор), ароматизирующими (на упаковке обычно указывается, какой запах они придают белью).

Порошкообразные CMC удовлетворяют практически всем требованиям современной обработки белья, охватывают все типы изделий, эффективны во всех бытовых стиральных машинах. По составу это, как правило, смеси анионоактивных (для стирки и замачивания изделий из хлопчатобумажных и льняных волокон), неионогенных (для синтетических тканей) ПАВ и вспомогательных компонентов.

CMC для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей содержат до 25 % ПАВ, до 20 % щелочных электролитов, до 35 % полифосфатов, алкилоламиды, КМЦ, иногда отбеливатели, число рН моющих растворов от 10 до 11,5. Выпускаются с перекисными солями для стирки и отбеливания, без перекисных солей с ненормируемым пенообразованием для ручной и машинной стирки, без перекисных солей для стирки сильно загрязненных изделий.

CMC для стирки изделий из шерстяных, шелковых и синтетических тканей не содержат перборат натрия и создают более мягкую среду (рН составляет 8,0 -- 9,5).

Универсальные CMC пригодны для стирки изделий из волокон самой разной природы. Выпускаются универсальные CMC с биодобавками для замачивания и стирки, без биодобавок и перекисных солей для стирки, с перекисными солями для стирки и отбеливания.

Жидкие моющие средства подразделяются на CMC для стирки изделий из шерстяных, шелковых, синтетических и искусственных тканей в холодной и теплой воде и универсальные моющие средства. Ассортимент их ограничен.

Пастообразные моющие средства предназначены для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей, для стирки изделий из шерсти и тонких тканей в холодной и теплой воде, для стирки и подкрашивания изделий из всех видов тканей, для стирки сильно загрязненных изделий из хлопчатобумажных, льняных и смешанных тканей (с пониженным пенообразованием), для стирки сильно загрязненных мест одежды.

К составу жидких и пастообразных моющих средств предъявляются особые требования: они должны быть достаточно концентрированными, иметь высокое содержание ПАВ, быть прозрачными и не расслаиваться.

Основными факторами, определяющими развитие ассортимента CMC, являются: наличие сырьевых и энергетических ресурсов и их стоимость; температура и жесткость используемой воды; ассортимент и количество изделий (тканей, волокон), подвергаемых стирке; изменение конструкции стиральных машин; традиции стирки и защита окружающей среды. В соответствии с этим в нашей стране создано крупнотоннажное производство CMC в различных товарных формах (порошки, жидкости, пасты, куски), предназначенных как для стирки в домашних условиях, так и для прачечных.

Представляют собой смеси, главный компонент которых — синтетические моющие вещества — в виде водных растворов. Они снимают с поверхности твердых тел (тканей, изделий) загрязнения различной природы.

В качестве моющих веществ используют анионоактивные, катионоактивные, амфотерные (амфолитные) и неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ), имеющие сродство к жировым поверхностям и к воде. Специальные вещества в составе синтетических моющих средств предохраняют ткани от повторного оседания грязи — резорбции. В современных СМС используют ПАВ, которые имеют степень биоразложения не менее 90%, тогда они не загрязняют окружающую среду.

Основные ингредиенты синтетических моющих средств и их назначение, приведены в таблице.

Ингредиенты	Назначение
Основные компоненты: поверхностно-активные вещества (ПАВ)	Моющее действие. Анионактивные ПАВ лучше моют в щелочной среде. Катионактивные ПАВ используют так же как ингибиторы коррозии (для защиты стиральных машин), антистатики, эмульгаторы; обладают дезинфицирующим действием
Вспомогательные вещества: щелочные соли — карбонат и силикат натрия	Замедляет коррозию металлических частей стиральных машин, усиливает антирезорбционную способность и уменьшает гигроскопичность порошкообразных СМС
Нейтральные соли — сульфат и фосфат натрия	Для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность СМС. Фосфорные соли используют для снижения щелочности моющих растворов до рН " 7. Полифосфаты устраняют налет на тканях, образованный малорастворимыми соединениями, снижают зольность тканей
Карбоксиметилцеллюлоза	Для предотвращения резорбции грязи в составах СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей
Поливинилпирролидон	Для предотвращения резорбции грязи в составах СМС для шерстяных и шелковых тканей
Химические отбеливатели (персоли)	Для отбеливания хлопчато-бумажных и льняных тканей. При нагревании выделяется атомарный кислород
Химические отбеливатели (перекись водорода)	Для отбеливания шерстяных и шелковых тканей
Физические (оптические) отбелива-тели — флуоресци-рующие соедине-ния	Для придания эффекта белизны за счет преобразования падающего света и отражение от ткани в голубой области спектра
Адсорбционные красители (ультрамарин, индиго, синтетические органические пигменты)	Действие основано на оптическом эффекте — адсорбция на поверхности тканей без химического воздействия. Ткань приобретает яркость за счет голубого или розового оттенков
Биодобавки — ферменты (липазы, протеазы и др.)	Для удаления загрязнений и пятен жирового происхождения (липиды) и белковых веществ (протеины): следы крови и др.
Отдушки	Для ароматизации белья
Антистатики	Для снятия статического электричества

Ассортимент синтетических моющих средств

Синтетические моющие средства, предназначенные для стирки изделий, подразделяются по следующим признакам:

• по агрегатному состоянию: твердые (в виде кусков — мыло хозяйственное), порошкообразные, разновидность — гранулированные; жидкие; пастообразные;
• по назначению: для разных видов волокон — универсальные; для хлопчатобумажных, льняных тканей и изделий из них; для изделий из шелка, шерсти, искусственных и синтетических тканей; для замачивания белья и хозяйственно-бытовых нужд; специального назначения. Синтетические моющие средства подлежат обязательной сертификации;
• синтетические моющие средства комплексного действия (с подсиниванием, подкрахмаливанием, антистатической обработкой и т. п.);
• по способу применения: с высоким (ненормируемым) пенообразованием для ручной стирки и в стиральных машинах активаторного типа; с пониженным пенообразованием — для стирки в автоматических и полуавтоматических стиральных машинах.

Комплекс средств по уходу за бельем и одеждой включает, кроме синтетических моющих средств для стирки изделий — мыло хозяйственное, средства для отбеливания, подсинивания, подкрахмаливания, аппретирования, антистатической обработки изделий и др.

ГОСТы 25644-88, 22567.1-10-77, 22567.14-93 предусматривают требования к составу, внешнему виду, показателям качества. Средства должны иметь установленный цвет и запах, однородную консистенцию, хорошо растворяться в воде и иметь рН раствора 7,5-11,5. Порошкообразные средства должны быть однородными, рассыпающимися, сухими на ощупь, т. е. не должны содержать избыток влаги, чтобы не слеживаться, не комковаться. Пастообразные и жидкие средства не должны содержать посторонние примеси и иметь неприятный запах.

Фасуют СМС порошкообразные в картонные пачки массой от 450, 600, 900 г и выше или в полиэтиленовые пакеты; жидкие — в полимерные банки. Хранение СМС в сухих проветриваемых помещениях при влажности не выше 70%. Срок хранения от 6 до 12 мес.

Подобные документы

История создания синтетических моющих средств для стирки, их негативное влияние на окружающую среду. Основные этапы моющего процесса. Производство поверхностно-активных веществ, механизм их воздействия на воду. Компоненты и функции стиральных порошков.

презентация , добавлен 07.05.2011


Стиральный порошок как наиболее распространенное и эффективное средство для стирки белья и одежды, история его выпуска. Особенности состава синтетических моющих средств. Классификация и функции поверхностно-активных веществ. Оценка моющих средств.

презентация , добавлен 25.12.2014


Понятие о синтетическом моющем средстве и процессе. Общее понятие про поверхностно-активные вещества. Основные этапы моющего процесса. Основные этапы производства и механизм действия ПАВ. Характеристика ПАВ, используемых в синтетических моющих средствах.

презентация , добавлен 23.01.2011


Классификация современных чистящих средств. Характеристика и назначение поверхностно-активных веществ. Преимущества использования и компоненты синтетических моющих средств. Влияние чистящих средств (Comet, Cif, Domestos) на лист растения и яичный белок.

курсовая работа , добавлен 08.07.2015


Характеристика поверхностно-активных веществ: определение термина, строение, классификация, области применения. Стабилизация стеарат-ионами жировой частицы в воде. Моющие вещества, растворы и препараты, применяемые для очистки железнодорожного транспорта.

контрольная работа , добавлен 07.12.2011


Влияние на организм человека спайса. Изучение физиологических и психологических эффектов, вызываемых употреблением синтетических катинонов. Анализ растительных смесей. Исследование наркотических средств методом тонкослойной хроматографии и спектроскопии.

реферат , добавлен 05.12.2015


Основные методы выращивания синтетических ювелирных камней. Синтетические корунды и алмазы. Ювелирные камни разной природы: фианит, кварц, изумруд. Отличие природных ювелирных камней от их синтетических аналогов. Имитация драгоценных камней из стекла.

реферат , добавлен 22.07.2008


Изучение вреда моющих средств для посуды, стиральных порошков, отбеливателей. Исследование воздействия на человека бытовых средств, содержащие формальдегид и диоксины. Способы защиты от вредных веществ. Хранение и упаковывание средства бытовой химии.

презентация , добавлен 15.11.2015


Распространение в природе поверхностно-активных полимеров. Способы конструирования ПАВ. Полимеры с гидрофильной основной цепью и гидрофобными боковыми цепями. Уникальные свойства высокомолекулярных поверхностно-активных веществ.

реферат , добавлен 16.09.2009


Физико-механические и физико-химические свойства синтетических волокон. Первое полимерное соединение. Получение синтетических волокон и их классификация. Карбоцепные и гетероцепные, полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные, полиамидные волокна.