Синтетические моющие средства. Синтетическое моющее средство

Многокомпонентные синтетические моющие средства (СМС) широко применяются как в быту, так и в промышленных условиях: для чистки, стирки, уборки, удаления различного рода загрязнений (масел, ржавчины, всевозможных жидкостей и т.д.). С помощью таких моющих средств, которые часто называют детергентами, происходит интенсивная очистка стекла, керамики, тканей, металла и других материалов от пятен, которые невозможно удалить с помощью простой воды или средств, изготовленных только из натуральных компонентов. Синтетическая бытовая химия «Химитэкс» – это продукция для профессионального применения. Она позволяет эффективно бороться даже с самыми стойкими загрязнениями, обеспечивая обработанной поверхности своеобразный защитный слой, который отталкивает их в дальнейшем.

Разновидности СМС

Синтетические моющие средства можно разделить на несколько категорий в зависимости от их товарной формы:

• сыпучие средства (различные порошки, моющие средства в гранулах и в хлопьях);
• пастообразные средства;
• жидкие препараты бытовой химии;
• кусковые моющие средства.

Также СМС различаются по специфике поверхности, для которой они применяются, и сфере использования. Значительной мерой это касается различных стиральных порошков. Эти средства имеют специальный состав, который оптимально подходит для стирки деликатных тканей, отбеливания, очистки вещей от больших пятен и сложных загрязнений или отличается особым смягчающим или противоусадочным эффектом. Также отдельную категорию стиральных порошков составляют средства для обработки детского белья и одежды.

Синтетично – не значит вредно

В компании «Химитэкс» вся бытовая химия производится из высококачественного и экологически безопасного сырья, поэтому все очищающие средства не наносят вреда человеку и окружающей среде. Все средства нашего производства отличаются особым гипоаллергенным составом, что делает их безвредными для кожи и слизистых оболочек человека. Наши детергенты обладают хорошими пенообразующими способностями, поэтому эффективно выполняют свои задачи даже при температуре водного раствора +18-20°С.

Продукция компании «Химитэкс», кроме эффективного удаления загрязнений, выполняет ряд других полезных функций. Так, например, специальные вещества, которые входят в состав наших синтетических моющих средств, предотвращают повторное оседание пыли и грязи на поверхностях тканей, мебели, техники и т.д.

Независимо от своего назначения любое средство «Химитэкс» окажется более доступным по цене, нежели зарубежные аналоги, однако по качеству и экономичности расходования не уступит даже самому именитому бренду.

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.

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.

Введение

1 Характеристика сырья и материалов

2 Техническое описание образца

3 Описание технологического процесса

4 Контроль готовой продукции

5 Хранение и упаковывание готовой продукции

6 Область применения

Заключение

Список использованных источников

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Синтетические моющие средства (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

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.

Омыление — это гидролиз сложных эфиров под действием щёлочи. При этом получается соль органической кислоты и спирт. Исторически это название пошло от процесса получения мыла — гидролиза жиров щёлоком, при котором получается смесь солей высших жирных кислот (собственно — мыло) и глицерин (трёхатомный спирт).
Соответственно омыление — это реакция сложного эфира со щелочью.

До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком.Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Посмотрим, как можно приготовить мыло в химической лаборатории. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. Также получают мыло в промышленности.

Состав мыла
Мыла – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот (кислот, содержащих в своем составе более 10 атомов углерода), полученных в результате гидролиза жиров в щелочной среде (чаще всего из жиров, содержащих в составе стеариновую кислоту С 17 Н 35 СООН) — С 17 Н 35 СООNa – стеарат натрия.
Жир + щелочь = соли жирных кислот и глицерин.

Свойства мыла
Поверхностный слой дистиллированной воды находится в натянутом состоянии подобно упругой пленке. При добавлении мыла и некоторых других растворимых в воде веществ поверхностное натяжение воды уменьшается. Мыло и другие моющие вещества относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым моющие свойства воды.

Молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, имеют избыток потенциальной энергии и поэтому стремятся втянуться внутрь так, что при этом на поверхности остается минимальное количество молекул. За счет этого вдоль поверхности жидкости всегда действует сила, стремящаяся сократить поверхность. Это явление в физике получило название поверхностного натяжения жидкости.

Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.

Секрет очищающего действия мыла

СМС (синтетические моющие средства) – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот, сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты).
Рассмотрим свойства моющих веществ и сравним мыла и СМС (стирального порошка) . Для начала проверим, какая среда характерна для наших моющих средств. Как мы это сделаем?
С помощью индикаторов.
Будем использовать известные нам индикаторы – лакмус и фенолфталеин. При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная.

А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде? (понятно, почему мыловары не варят мыло на водопроводной воде, а используют отвары, дистиллированную воду, молоко и тд.)
Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:
2С 17 Н 35 СОО – + Са 2+ = Са(С 17 Н 35 СОО) 2
А СМС образуют растворимые соли кальция, которые также обладают поверхностно-активными свойствами.
Использование чрезмерного количества этих средств приводит к загрязнению окружающей среды. Послушаем сообщение об экологических последствиях использования ПАВ.
Многие ПАВ трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются целые горы пены в канализационных трубах, реках, озерах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование некоторых ПАВ приводит к гибели всех живых обитателей в воде.

Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет? Дело в том, что мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их эффективность, но и способность к биологическому распаду – уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.