книги из ГПНТБ / Лунина М.А. Синтетические моющие средства пособие для учащихся
.pdfзначение было оценено должным образом именно в технологии получения моющих средств. Конденсиро ванные фосфаты превращают слабо действующие мо ющие вещества в эффективные средства, которые да же превосходят жировое мыло при стирке хлопчато бумажных тканей.
В состав моющих препаратов чаще всего включа ют триполифосфат натрия ИабРзОю:
О |
О |
О |
|
II |
|
II |
II |
Na—О—Р — О —Р —О—Р —О—Na |
|||
I |
I |
I |
, - |
ONa |
|
ONa |
ONa |
Необыкновенная эффективность действия поли фосфатов объясняется главным образом их способ ностью в растворе связывать ионы Са2+, Mg2+ (то есть умягчать воду). При этом между полифосфа том и солями жесткости протекает реакция образо вания комплексной соли1:
NasP3О10 + СаС12 |
Na3[CaP3O10] - f 2 NaCl |
триполифосфат |
комплексная соль |
Комплексная соль не выпадает в осадок, а оста ется в растворе. Конденсированные фосфаты в мою щем растворе способствуют переходу частиц загряз нений во взвешенное состояние и значительно уве личивают устойчивость грязевой суспензии. Действие
1 Комплексные соли — молекулярные соединения, обра зуемые в растворе и в кристаллическом состоянии сложные комплексные ионы (положительные или отрицательные). Например, хлороплатинат калиля К2[Р1С1е] диссоциирует так:
K 3[P tC le] i 2 2 K+ + [P tC leJ2-
их в этом случае близко к действию органических по верхностно-активных веществ. В водных растворах все конденсированные фосфаты в большей или мень шей степени подвергаются гидролизу, особенно при температуре кипения воды.
В результате гидролиза образуются соли орто- и пирофосфорной кислоты и щелочность раствора по нижается. Гидролиз полифосфатов — нежелательное явление. Поэтому для приготовления моющих компо зиций и хранения жидких моющих средств вырабо тана методика использования полифосфатов, обеспе
чивающая их наименьший гидролиз.
В состав моющих средств вводят также неоргани ческие нерастворимые добавки: глины, каолин, монт мориллонит, бентонит, двуокись кремния и двуокись титана. Суспензии глин обладают заметным моющим действием на ткани с небольшим загрязнением. В последние годы нашли применение синтетические си ликаты магния и алюминия. Они способны образовы вать студни при достаточно большой концентрации, увеличивают вязкость среды и суспендируют части
цы загрязнений.
Кроме неорганических веществ, в состав ком позиций моющих средств входят некоторые органиче ские добавки. Наиболее распространено примене ние карбоксиметйлцеллюлозы (сокращенно КМЦ). КМЦ — высокомолекулярное соединение, получаемое обработкой щелочью целлюлозы (целлюлоза — про дукт переработки древесины), представляет натрие вую соль гликолевого эфира целлюлозы.
Из практики известно, что в присутствии КМЦ моющие вещества дают лучший результат. В воде КМЦ набухает, давая вязкие растворы и даже студ ни. Поверхностно-активные дифильные молекулы ее
адсорбируются на частицах грязи и делают их более гидрофильными. Такие частицы находятся в раство ре во взвешенном состоянии и не прилипают к выс тиранной ткани. Введение небольших количеств КМЦ усиливает действие неорганических добавок. Синте
тические стиральные порошки обычно содержат до
2% КМЦ.
Очень полезной органической добавкой является сложное вещество — этилендиаминотетрауксусная кислота (сокращенно ЭДТУ). Ее главное свойство заключается в способности удалять из раствора мно гие ионы тяжелых металлов и умягчать воду.
При применении синтетических моющих средств для стирки белого белья желательно, чтобы они придавали вымытому белью яркую белизну. Несколь ко лет назад с этой целью в композиции добавля ли синьку. В настоящее время применяют так назы ваемые оптические отбеливатели. Это — ализарино вые красители, органические вещества сложного сос тава. Молекулы оптических отбеливателей обладают свойством флюоресценции. Явление флюоресценции заключается в том, что при попадании луча света определенной длины волны на вещество в нем про исходит внутримолекулярное превращение. В резуль тате вещество излучает свет с большей длиной волны. Во время стирки отбеливатель адсорбирует ся тканью, и после полоскания ее и просушивания голубые лучи, испускаемые отбеливателем, устра няют желтизну самой ткани, благодаря чему она ка жется ярко-белой. При подборе оптического отбели вателя надо учитывать свойства ткани: отбеливатели для целлюлозного волокна действуют только в щелоч ных растворах, а для шерстяного и синтетического полиамидного волокна (например, найлона) — в кис
лой среде. В моющие средства оптические отбелива тели вводят до 0,2 % от всего порошка.
Перспективна возможность применения моющих средств, содержащих большое количество кислорода и поэтому обладающих сильным отбеливающим дей ствием. При этом надо иметь в виду, что большинст во отбеливающих веществ — сильные окислители, они вступают в химическую реакцию с тканью и разру шают ее волокна. Чтобы предохранить волокна от разрушения, к таким средствам приходится добав лять силикаты. Обычные моющие средства, не содер жащие отбеливателей, не разрушают волокна ткани.
У порошкообразных моющих веществ есть недос татки. Их мелкая пыль обычно очень раздражает ко жу. Чтобы порошки не слишком пылились, к ним прибавляют клеящие добавки — минеральные масла, парафины, силикат натрия. Кроме того, порошкооб разные составы склонны комковаться (т. е. образовы вать мелкие и крупные комки) и слеживаться, осо бенно если они хранятся в сыром помещении. Слежи вание устраняют, вводя в моющий препарат опреде ленные соединения в виде тонкоизмельченных порош ков. Эти порошки действуют чисто механически, покрывая отдельные зерна и тем самым предохраняя их от слипания. Наиболее часто используют добавки хлористого натрия (поваренной соли) или сульфата натрия, который действует значительно эффектив нее. Для того чтобы избежать слеживания моющих составов, содержащих анионактивные соединения (сульфонаты), можно применять также сульфат маг ния. Хорошо действует стекловидный силикат натрия,
фосфат натрия, борат алюминия.
Моющие средства составляют так, что на моющее вещество приходится 20—40 % общего веса, а на раз
личные добавки — 60—80%. В настоящее время имеет ся очень большое количество различных композиций.
Приводим типичные рецептуры.
Моющее средство для стирки шерстяных и шел ковых тканей (в %):
Смесь моющих в е щ е с т в ................................... |
40 |
(не менее половины алкилсульфатов) |
|
Конденсированные ф о сф аты |
............................. 10 |
Силикат натрия ............................................. |
1 |
Сульфат н а т р и я ............................................ |
47 |
В о д а ......................................... |
остальное до 100 |
Моющее средство для стирки |
хлопчатобумажно |
го белья (в %): |
|
Смесь моющих веществ |
27 |
Триполифосфат н а т р и я ....................................... |
30 |
Кальцинированная с о д а ...................................... |
15 |
Силикат натрия .............................................. |
3 |
Сульфат н а т р и я ..................................................... |
20 |
Карбоксиметилцеллюлоза.................................... |
2 |
Оптический отбеливатель........................ |
до 0,2 |
В о д а ............................................ |
остальное до 100 |
Состав моющих средств непостоянен и может ме няться в зависимости от условий производства.
Стиральный порошок «Новость» для стирки шер стяных и шелковых тканей — это композиция из суль фата натрия и натриевых солей сульфоэфиров жирных кислот с общей формулой СНз — (СНг)я —
— ОБОзКа (п колеблется от 9 до 17). Для стирки наи лучшая концентрация порошка — около 10 г/л. Уни версальное моющее средство «Прогресс» также со держит анионактивные моющие вещества — смесь натриевых солей сульфоэфиров вторичных спиртов.
Моющим порошкам и жидкостям обычно стре мятся придать приятные цвет и запах. Например, анионактивное моющее вещество алкилбензолсульфонат, полученное из хлорированного керосина, не приятно пахнет; этот запах устраняют, добавляя не большое количество антиокислителя. Некоторые не ионогенные моющие вещества, полученные из поли оксиэтилена, удается обесцветить, смешивая с силь ными щелочами; после этого моющий препарат дол гое время сохраняется, не меняя цвета.
Неионогенные моющие средства ОП-7, ОП-Ю, ОП-4 выпускают в виде жидкостей.
Чаще всего моющие средства вырабатывают в ви де порошков.
Получение порошкообразных моющих составов не представляет особых трудностей для современной технологии производства синтетических моющих средств. Значительно сложнее создать их в форме кусков. Если кусковое жировое туалетное мыло со храняет свою форму в течение всего времени пользо вания им, не расплывается от воды, то синтетичес кие моющие вещества в форме кусков обладают зна чительной растворимостью и легко расплываются.
В годы второй мировой войны в США была сде лана попытка создать для флота «морское» мыло, годное для использования в жесткой воде; кусковое «морское» мыло состояло из смеси жирового мыла и моющего средства. Однако для морской воды это мы ло оказалось мало пригодным. Большинство составов такого типа (мыло и синтетическое моющее веще ство) успешно применяется только в умягченной во де. Синтетические моющие средства в виде кусковых туалетных мыл имеют определенные преимущества перед жировыми кусковыми мылами: среда, созда
ваемая синтетическим мылом, меньше раздражает кожу лица и рук (хотя и обезжиривает кожный по кров), синтетическое мыло дает обильную пену да же в жесткой воде.
В Советском Союзе ведутся работы по созданию синтетических безжировых и смешанных с жировы ми кусковых туалетных мыл. В последнее время в торговой сети появились некоторые марки безжиро вых мыл, например туалетное мыло «Экстра»,
Г Л А В А I V
СИНТЕТИЧЕСКИЕ МОЮЩИЕ СРЕДСТВА
ВБЫТУ
Внашей стране с ростом благосостояния населе ния возрастает и культура быта. Ежегодно сотни ты сяч советских людей в городах и селах вселяются в новые благоустроенные дома, выстроенные с учетом последних достижений строительной техники. Новые строительные материалы (пластики и т. д.) требуют
иновых средств для их чистки. Уборка квартиры теперь значительно облегчена благодаря применению пылесоса, электрополотера и моющих синтетических средств. Но главным образом моющие средства упот-
ребляются в быту при стирке.
Стирка всегда была тяжелейшей из домаш них работ. Отстирывая белье с помощью жиро вого мыла, домашние
хозяйки «состирывали» руки, т. е. натирали на них водяные мозоли. Применение моющих синтетических препаратов чрезвычайно упрощает и облегчает про цесс мытья.
Принято отличать синтетические моющие средства для шерстяных и шелковых тканей от средств, пред назначенных для стирки хлопчатобумажных тканей. Однако в последние годы стали изготовлять и уни версальные средства путем составления композиций. Универсальные моющие порошки очень удобны в бы ту и получают все более широкое признание (напри мер, советские препараты «Прогресс» и «Лотос», год ные для мытья как хлопчатобумажного и полотняно го белья, так и шерсти, шелка, меха).
Обычно белые вещи из полотна и хлопчатобу мажных тканей стирают и после стирки кипятят. Это так называемое «белое белье» не боится сильно щелочного раствора и от кипячения совершенно не портится. Цветные вещи из шерсти, натурального шелка, капрона, найлона, окрашенный хлопчатобу мажный трикотаж не переносят сильно щелочных растворов и кипячения.
Шерсть по химическому составу — смесь различ ных белков. Белки, или протеины, представляют со бой высокомолекулярные соединения, построенные из аминокислот. В состав шерсти входят главным об разом два белковых вещества — кератин и цистин. Молекулы белка имеют форму длинных изогнутых нитей. В сильно щелочной среде происходит набуха ние и растяжение волокон шерсти, а затем их раст ворение, при этом отдельные волокна объединяют ся и шерсть превращается в комок, что в быту приня то называть «сваливанием в войлок». И чем лучше шерсть, тем легче она сваливается, Обычно сва-
4 М. А. Лунина |
57 |
ливание шерсти сопровождается значительным уплотнением из делия и уменьшением его в раз мерах (оно, как говорят, «садит ся»). При повторных стирках усадка приводит к тому, что из делие совершенно утрачивает свой первоначальный вид.
Синтетические моющие сред ства незаменимы для мытья шерсти и шерстяных изделий. Их преимущество заключается в том, что они не создают в раст воре той щелочной среды, кото рая так пагубна для шерстяных изделий, и не требуют высокой температуры при стирке. Осо бенно эффективны для стирки
шерсти неионогенные моющие препараты, напри мер — ОП-7, ОП-10. Хорошие результаты получа ются при стирке шерстяных тканей с применением моющего средства «Новость» и универсального препа рата «Лотос».
Синтетические моющие средства могут быть с ус пехом использованы при стирке изделий из натураль ного шелка, капрона, лавсана, найлона и вискозы. Натуральный шелк, как и шерсть, состоит главным образом из белков (фиброин и серицин). Подобно шер сти, шелк в щелочных средах набухает, поэтому при стирке надо избегать сильно щелочного раствора, хотя опыт показывает, что шелк более устойчив про тив действия щелочи, чем шерсть. Для мытья изде лий из натуральных шелковых тканей и синтетиче ского волокна употребляют те же моющие средства,
58
что и для шерсти. Температура моющего раствора не должна быть выше 50—60°С, так как при 80— 90°С прочность шелковой ткани значительно понижа ется и ткань легко может порваться.
Надо особенно остановиться на применении моющих средств для стирки белого белья с кипяче нием. Долгое время при стирке с кипячением упот ребляли соду или стиральные порошки на основе жи рового мыла. Эти порошки, помимо жирового мыла (30—40%), содержат соду, карбонаты, силикаты и персоли (перекисные соединения Са и Ва). Персоли в растворе распадаются на окись Са (Ва) и свобод ный активный кислород, который в момент выделе ния окисляет загрязнения органического происхож дения, находящиеся на ткани, и тем самым дезинфи цирует ее, действуя в то же время как отбеливатель. В настоящее время стиральные порошки на основе жирового мыла в значительной мере вытеснены син тетическими моющими средствами, дающими лучший результат при меньшей затрате сил.
Рекомендуется способ стирки, который не требу ет отстирывания белья вручную. Белье предваритель но замачивают на несколько часов в разбавленном растворе моющего средства («Прогресс», «Дон», ОП-7 и т. д.). Затем белье отжимают, прополаскивают в воде и закладывают в бак с новым горячим раствором того же моюще го средства, доводят его до кипе ния и кипятят 20—30 минут. Час
тицы |
грязи, |
значительно |
ослабив |
шие |
связь |
с тканью |
во вре |
мя |
замачивания, при |
кипяче |
|
нии легко отрываются и образуют в моющем растворе суспензию.
4’ |
59 |
|