1.2. Хімічний склад смз

Синтетичні миючі засоби звичайно представляють досить складну композицію, оскільки в них входять різноманітні добавки: оптичні відбілювачі, хімічні відбілювачі, ферменти, піноутворювачі, пом’якшувачі.

Пральні порошки містять все або деякі з нижче приведених елементів:

• поверхнево-активні речовини (субстанції, активні при пранні);

• зв'язуючі речовини;

• вибілюючі речовини;

• допоміжні речовини (наприклад, ароматичні речовини, ферменти).

Разом із звичайними порошками існують змішані пральні порошки, в яких основний пральний порошок, вибілюючі речовини і засіб для зменшення жорсткості води упаковані окремо і змішуються тільки при початку прання. Всі пральні речовини, а також їх компоненти можуть бути в порошкоподібному або рідкому вигляді.

Будь-яку речовину, схильну збиратися на поверхні розділу олія - вода, називають поверхнево-активною речовиною. Всі поверхнево-активні речовини є емульгаторами, тому що сприяють утворенню емульсії олії у воді, тобто "змішуванню" олії і води; всі вони володіють миючими властивостями і утворюють піну - адже піна є як би емульсією повітряних бульбашок у воді. Але не всі ці властивості виражені у них однаково. Є поверхнево-активні речовини, які рясно утворюють піну, але є слабкими миючими засобами; є і такі, які майже не піняться, але є чудовими миючими засобами З давніх часів самою найвідомішою поверхнево-активною речовиною було мило. В даний час воно все більше витісняється синтетичними активними субстанціями. Проте висока миюча активність синтетичних поверхнево-активних речовин знижується в жорсткій воді. Сучасні пральні порошки містять декілька поверхнево-активних речовин і спеціальні сорти мила. Вони знижують поверхневе натягнення води, відділяють бруд від волокон і диспергирують їх в розчині прального порошку і утворюють емульсію з брудом, що містить жир.

Мило можна представити формулою Na+C17H35COO-, де 17 атомів Карбону з приєднаними ним атомами Гідрогену витягнуті в звивистий ланцюжок. Алкілбензолсульфонат натрію (Na+C12H25C6H4SO3-) (див. додаток 1) має приблизно стільки ж атомів Карбону і Гідрогену. Проте розташовані вони не у вигляді звивистого ланцюжка, як в милі, а у вигляді розгалуженої структури. Для миючої дії важливо те, що вуглеводнева частина негативного іона нерозчинна у воді. Проте вона розчинна в жирах і оліях, адже саме завдяки жиру бруд прилипає до речей; і якщо поверхня повністю очищена від жиру, бруд не затримується на ній .

Мило, алкілбензолсульфонати і багато інших миючих засобів, де саме аніон розчиняється в жирах, називають аніоноактивними. Є також поверхнево-активні речовини, в яких жиророзчинним є катіон. Їх називають катіоноактивними. Типовий катіонний детергент, хлорид алкілдиметилбензиламмонію є сіллю четвертинного амонію, що містить азот, пов'язаний з чотирма групами. Хлорид-аніон завжди залишається у воді, тому його називають гідрофільним; вуглеводневі групи, пов'язані з позитивно зарядженим азотом, є ліпофильними. Одна з цих груп C14H29, схожа на довгий вуглеводневий ланцюжок в милі і алкілбензолсульфонаті, але вона приєднана до позитивного іона. Такі речовини називають "зворотним милом". Деякі з катіоноактивних детергентів володіють сильною антимікробною дією; їх застосовують у складі миючих засобів, призначених не тільки для миття, але і для дезинфекції.

Ще один тип миючих засобів - неіонні детергенти. Жиророзчинна група в детергенті є щось на зразок жиророзчинних груп в алкілбензолсульфонатах і милі, а залишок - це довгий ланцюг, що містить безліч кисневих атомів і OH-групу на кінці, які є гідрофільними (див. Звичайно неіонні синтетичні миючі засоби проявляють високу миючу здатність, але слабо утворюють піну.

Зв'язуючі речовини пом'якшують воду і усувають утворення накипу (випадання кальцію) на компонентах пральних машин і на одязі. Замість фосфатів, що використалися раніше тепер використовуються замінники фосфатів. Це в основному цеоліти, наприклад, силікат натрію і алюмінію в поєднання з полімерами. Вони зв'язують іони кальцію при іонному обміні і оберігають від утворення накипу.

Засоби для вибілювання важливі для обробки плям на білій, кольоровій білизні, білизні, що піддається кип'ятінню, і тонкій білизні. Вони за допомогою окислення видаляють плями від червоного вина, овочів і фруктів. Для цього в основному використовують перборат натрію, який в процесі прання при температурах вище 60 градусів Цельсія виділяє вибілюючі речовини. Активатори вибілюючої речовини, наприклад, тетраацетилендиамин активують пербонат при температурі нижче 60 градусів, і вибілювання можливо вже в межах 40 градусів.

До допоміжних речовин відносяться:

- ферменти, які розщеплюють білок і крохмаль;

- розчинники бруду, які підтримують бруд в підвішеному стані;

- перешкоджаючі речовини, які обмежують хімічні реакції (утворення піни) або їй запобігають (корозія);

- ароматичні засоби;

- виконавчі засоби, які забезпечують сипучість пральних порошків (наприклад, сульфати).

Але всі окремо перераховані складники виконуючи кожен свою роль діють комплексно: Поверхнево-активні речовини органічного походження видаляють з тканин забруднення загального характеру і утримують їх в миючому розчині, не даючи осісти назад на тканину, а також сприяють кращій змочуваності тканини. До неорганічних компонентів порошків відносяться, у тому числі сода, яка розчиняє жирові забруднення і знижує жорсткість води, фосфати, які розщеплюють такі пігментні забруднення, як плями від кави, овочів, фруктів і червоного вина. Добрі пральні порошки містять також силікати, які сприяють отриманню сипучих порошків, зменшуючи їх клейкість, а також оберігають метали від корозії, що важливо при пранні в пральних машинах. Сульфати, поліпшуючі розчинність синтетичних миючих засобів, є ще одним корисним компонентом складу якісних пральних порошків. До органічних компонентів відносяться з'єднання, що запобігають осадженню бруду з розчину назад на тканину, так звані антиресорбентами, а також ароматизатори, хімічний і оптичні відбілювачі. Оптичними відбілювачами називаються засоби, що посилюють білизну незабарвлених тканин, і повертають забарвленим яскравість і чистоту тону. Ароматизатором називається суміш природних і синтетичних речовин, що додають приємний запах порошку і свіжий аромат білизні.

Миття і прання - складні фізико-хімічні процеси. Дія миючих речовин спрямована на те, щоб забезпечити якомога повніше видалення забруднень, наприклад жиру, з поверхні розділу між тканиною і миючою рідиною.

Хімічні речовини у формі прального порошку разом з водою і температурою утворюють розчин, в якому переться білизна. В цьому розчині відбуваються наступні хімічні і фізичні процеси.

1) змочування текстильних волокон;

2) пом’якшення води шляхом скріплення що містяться у воді елементів, що визначають жорсткість води;

3) розчинення, розкладання і підтримка в зваженому стані різних частинок бруду.

Складові частини бруду відділяються молекулами пральних порошків в розчині від волокон і утримуються в підвішеному стані (див. додаток 5). Електричні сили відштовхування між волокнами тканин і частинками бруду, а також окремими частинками бруду прискорюють процес. При низькому дозуванні прального порошку і при сильному забрудненні здатність усунення бруду мильним розчином зменшується. В цьому випадку частина розчинених у воді частинок бруду знову осідають на волокнах.

Миючий засіб володіє подвійною функцією: здатністю взаємодіяти із забруднюючою речовиною і переводити його у воду або водний розчин. Отже, молекула миючої речовини має гідрофобну і гідрофільну частини. Фобос по-грецьки означає страх, боязнь. Значить, гідрофобний означає той, що боїться, уникає воду. Філео - по-грецьки - люблю, а гідрофільний - люблячий, утримуючий воду. Гідрофобна частина молекули миючої речовини володіє здатністю взаємодіяти з поверхнею гідрофобної забруднюючої речовини. Гідрофільна частина миючої речовини взаємодіє з водою, проникає у воду і захоплює з собою частинку забруднюючої речовини, приєднану до гідрофобного кінця.

Негативні іони (аніони) СМЗ схильні концентруватися на поверхні розділу води і жиру. Водорозчинний негативно заряджений кінець залишається у воді, тоді як вуглеводнева частина занурена в жир. Щоб поверхня розділу була найбільшою, жир повинен бути присутнім у вигляді найдрібніших крапельок. В результаті утворюється емульсія - суспензія крапельок жиру (олії) у воді.

Якщо на твердій поверхні є плівка жиру, то при контакті з водою, що містить детергент, жир покидає поверхню і переходить у воду у вигляді найдрібніших крапель. Аніони миючого засобу знаходяться одним кінцем у воді, а іншим - в жирі. Бруд, що утримується плівкою жиру, віддаляється при полосканні. Так в спрощеному вигляді можна уявити собі дію миючих засобів.