Бытовые моющие средства, их особенности и состав.

За счет нее моющие вещества помимо удаления загрязнений также удерживают их в растворе, не давая им осаждаться на поверхность. По сравнению с СМС мыло обладает высоким стабилизирующим действием. Из-за того, что СМС обладают слабым стабилизирующим эффектом, некоторые частицы загрязнения повторно оседают на ткань, в следствии чего, после многократных стирок она приобретает серый оттенок. Для повышения антиресорбционной способности в моющие средство добавляют карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) [С6Н7О2(ОН)3-x(ОСН2СООН)x]n . КМЦ способствует увеличение вязкости водных растворов, латексов и масел и является важным компонентом моющих средств. Она препятствует повторному оседанию загрязнений на ткань. Если в СМС добавить достаточное количество КМЦ, то его моющая способность станет равной моющей способности мыла [4, с. 327].4.Сущность моющего процессаНесмотря на значимость моющего действия далеко не все известно о его механизме. До сих пор не известна количественная характеристика моющего действия отдельных компонентов, входящих в СМС, а эти данные важны для понимания физико-химических основ моющего процесса и установления условий применения СМС.Моющее действие – процесс удаления загрязнения с поверхности ткани либо твердого тела, с переводом его в состояние раствора или устойчивой дисперсии. Оно зависит от способности моющих веществ к1.Адсорбированию, то есть способностью к поглощению газов, паров и веществ поверхностным слоем жидкости 2. Повышению смачиваемости3. Образованию пены. Загрязнения делятся на три группы: 1) Продукты жизнедеятельности человека – бактерии, потовые выделения. Эти загрязнения создают нерастворимую в воде масляную пленку, адсорбирующей на своей поверхности частицы пыли и сажи. 2) Пищевые загрязнения, такие как жиры и масла, белковые, окрашенные, от крахмала и клетчатки. 3) Оседающие на ткань с воздуха: пыль, продукты неполного сгорания горюче-смазочных материалов и теплоэлектроцентралей.Загрязнения, для удаления которых используются моющие средства, представляют собой смесь жировых и твердых частиц. Этапы удаления загрязнений: 1) Отделение частиц загрязнения от поверхности 2) Перемещение загрязнений в моющий раствор 3) Удержание частиц в моющем растворе до его удаления с поверхности.При удалении загрязнений могут возникнуть трудности, связанные с гидрофобностью поверхности частиц загрязнений. Гидрофобность – физическое свойство молекулы избегать контакта с водой. Гидрофобные молекулы являются неполярными. В их составе нет химических групп, способных образовывать водородные связи с водой. Степень гидрофобности материала определяется углом смачивания, от которого зависит, будут ли капли воды растекаться по поверхности или собираться в шарики. Если угол смачивания < 90о, то поверхность является смачиваемой, при угле > 90о поверхность является несмачиваемой(гидрофобной)[2, с 32].С удалением гидрофобных частиц хорошо справляется мыло. Оно обладает хорошей смачиваемой способностью. Молекулы мыла являются амфифильными, то есть обладают одновременно гидрофильными и гидрофобными свойствами. Принцип действия амфифильных молекул заключается в том, что их неполярная часть “слипается” с гидрофобными молекулами загрязнений, а полярная часть активно взаимодействует с молекулами воды. В результате происходит солюбилизация – процесс коллоидного растворения труднорастворимых в жидкой основе веществ. Таким образом, грязь отрывается от поверхности и заключается внутрь молекул мыла, выставляющих полярные фрагменты наружу и прячущих гидрофобные части внутрь.Для предотвращения повторного оседания загрязнений на поверхность (ресорбции) в состав моющих средств добавляют антиресорбенты. Антиресорбенты – вещества, препятствующие повторному осаждения загрязнений на очищаемую поверхность. В качестве антиресорбентов чаще всего используют карбоксилметилцеллюлозу и поликарбоксилаты, обладающие диспергирующими свойствами[3, с. 21].Также для улучшения моющего эффекта средств в них добавляют различные добавки, такие как: химические отбеливатели, активаторы отбеливания, оптические отбеливатели, энзимы, комплексообразователи и ингибиторы переноса красителя.1)Химические отбеливатели делятся на два типы – хлоросодержащие и кислородосодержащие. В состав СМС обычно входят кислородосодержащие отбеливатели – перекисные соли (персоли). Самый эффективный из них – перборат натрия, однако чаще всего в производстве используют перкарбонатнатрия так как он дешевле. Он представляет из себя мелкокристаллический белый порошок, в составе которого не менее 15% активного кислорода и не более 3% влаги. Перкарбонат натрия используется для удаления пятен, отбеливания и дезинфекции. В связи с тем, что персоли обладают сильной щелочностью, их в основном применяют для хлопчатобумажных и льняных тканей.2)Активаторы отбеливателя делают возможной более низкую температура стирки, чем требуется для активации отбеливателя в моющем растворе. Их необходимость обусловлена тем, что верхний предел температуры для стирки синтетических и окрашенных тканей составляет 30 – 400оС, а кислородосодержащие отбелеватели начинают свою работу при температуре свыше 80оС.3)Оптический отбеливатель не является обязательным компонентом и никак не влияет на эффективность моющего средства, однако именно благодаря ему можно получить чистый белый цвет. Мы воспринимаем белый цвет действительно белым, только тогда, когда он имеет голубой оттенок. Другие же оттенки наоборот делают белый цвет более грязным. По этой причине в состав многих порошков добавляются оптические отбеливатели. Они работают таким образом: представляя собой флуоресцирующие вещества, они адсорбируются на поверхности ткани, поглощая ультрафиолетовые лучи, и испускают свет голубоко оттенка.4)Для достижения наиболее полного эффекта удаления всех загрязнений недостаточно использовать в составе СМС только неорганические добавки. Для этого в производстве моющих средств широкое применение находят и биодобавки. Энзимы или ферменты – органические катализаторы белковой природы. Для них характерны высокая субстратная спецефичность, селективность по отношению к определенным связям субстрата (в катализе – реагирующее вещество) и способность к тонкому регулированию активности под действием эффекторов (активаторов и ингибиторов). Большинство ферментов активны в узком интервале pH (4-9) и температур (273-323) K. Однако ферменты, используемые в производстве СМС, обладают высокой стойкостью к щелочам (до pH = 10-11). Они способствуют повышению моющей способности средтсва и восстановлению первоначального цвета ткани. Ферменты переводят пятна белкового, жирового и крахмального происхождения, которые являются водонерастворимыми соединениями, в продукты, легко смывающиеся моющим раствором. В производстве СМС для экономии часто используются однокомпонентные энзимы, то есть такие энзимы эффективны лишь против одного вида загрязнения. Однако есть и более эффективные СМС, в которых используются смеси разных видов энзимов. Такие средства хорошо удаляют практически любые загрязнения и восстанавливают цвет ткани. При использовании СМС в состав которого входят энзимы, происходит катализ – селективное ускорение химической реакции катализатором. В данном случае энзимы катализируют разложение крупных органических молекулах загрязнения до водорастворимых соединений. Активаторы отбеливателя, о которых упомянуто выше, тоже являются катализаторами. Количество энзимов в СМС должно быть в диапазоне 1-2% от его массы. Это оптимальное значение. В моющих средствах используются следующие энзимы: амилаза, протеаза, липаза и целлюлоза[4, с. 152].Амилаза – фермент, гликозил-гидрозила. Используется против загрязнений крахмального происхождения. Расщепляет крахмал до олигосахаридовПротеаза – фермент класса гидролаз, расщепляет пептидную связь между аминокислотами белков. Используется против загрязнений белкового происхождения.Липаза – водорастворимый фермент, помогает растворять и фракционировать жиры, катализируя гидролиз нерастворимых эстеровлипидных субстратов. Используется против жировых и масляных загрязнений.Целлюлоза, как уже было сказано в разделе о добавках, – восстанавливает цвет хлопчатобумажных тканей и препятствует появлнию серого оттенка у белых изделий.5)В процессе стирки некоторые ПАВ образуют с растворенными солями, содержащимеся в воде (чаще всего соли кальция, магния и железа), нерастворимые соединения. Образующиеся соли жесткости являются причиной двух основных негативных последствий: 1. Инкрустация оседает на ткань, вызывая выцветание ткани и ее быстрый износ. 2. В стиральной машине образуется накипь. Для их предотвращения в СМС добавляют комплексообразователи. Комплексообразователь – центральный атом комплексного соединения, связанный с нейтральными молекулами – лигандами. Комплексные соединения – устойчивые соединения высшего порядка, которые в водном растворе либо совсем не распадаются на составные части, либо распадаются в самой незначительной степени. Таким образом, комплексообразователи связывают ионы тяжелых и щелочноземельных металлов и смягчают воду. Чаще всего в составе современных СМС в качестве комплексообразователя можно встретить триполифосфат натрия. Он образует комплексные соли с ионами кальция, предотвращает образование осадка на ткани и в стиральной машине и борется инкрустацией.6)Ингибиторы переноса красителя используются для стирки цветного белья. В ходе стирки, некоторые цветные ткани выделяют красители, которые оседают на другое белье. Избежать этого явления помогают ингибиторы переноса красителей. Они образуют комплексы с красителями, препятствую их оседанию на другие ткани.5. ЗаключениеИспользование синтетических моющих средств началось не так давно, а значит, что не все осведомлены о их свойствах и особенностях. Ежедневно пользуясь бытовой химией, мы редко задумываемся над ее составом, а зря, ведь возможно мы наносим вред своему здоровью. Моющие средства, которые мы используем в повседневной жизни, не должны наносить вреда окружающей среде и тем более попадать в наш организм. При покупке моющего средства, нужно быть уверенным в том, что оно не испортит ваши вещи или не нанесет вред здоровью. Не нужно покупать моющие средства неизвестных производителей, даже если они стоят дешевле.Выводы:1)Уже в древние времена люди использовали примитивные средства бытовой химии. Но из-за невысокой эффективности и высоких трудозатратах использования натуральных компонентов для создания моющих средств, стали появляться СМС, позволившие со временем также автоматизировать процесс их использования.2)В состав СМС включают множество различных добавок, задача которых дополнить полезные свойства единого продукта и одновременно не исключить полезных свойств других добавок, т.е. быть совместимыми. С начала предыдущего столетия технологии изготовления СМС шагнули далеко вперед, но вследствие крайней сложности и разнообразия систем, для которых применяются моющие средства, единого универсального моющего средства нет. Это означает, что каждое СМС имеет свои особенности и предназначается для определенного вида использования.3)Эффективность моющего средства заключается не только в его моющей способности и насыщенности добавками. Важным аспектом в производстве СМС является сохранение окружающей среды. Задача, над которой работают технологи производств СМС во всем мире, - заменить вредоносные добавки биоразлагаемыми аналогами.Список литературыАнохина Е.С. – Исследование степени биоразлагаемости разработанных моющих композиций / Е. С. Анохина, М. Б. Ребезов, В. В. Нагибина – М., 2013 – 86 с.Ашуйко В.А – Химия комплексных соединений / В.А. Ашуйко, Л.Н. Новикова, С.Е. Орехова – Минск, 2010. – 47 с.Беляев А.П – Физическая и коллоидная химия / А.П. Беляев, В.И. Кучук – М., 2014 – 752 с.Брукс Б.Т. Химия углеводородов нефти /Под ред. Брукса Б.Т., Бурда С.Э., Куртца С.С. и др. // М., 1958 – 550 с. ГОСТ 32509-2013 Вещества поверхностно-активные. Метод определения биоразлагаемости в водной среде. – Москва: Изд-во стандартов, 2013. – 8 с.Демьянцева Е.Ю – Получение и разрушение эмульсий / Е.Ю. Демьянцева,А.Н. Харламова – Спб.: Питер, 2017.–20 с.Николаев П.В – Основы химии и технологии производства синтетических моющих средств: учебное пособие / П.В. Николаев, Н.А. Козлов, С.Н. Петрова – Иванова, 2007. – стр. 4 – 6.