Синтетические моющие средства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................4

 

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.........................................................................6

1.1 Понятие о синтетических моющих средствах, их строении и химическом составе..........................................................................................................................

1.2 Свойства синтетических моющих средств..........................................................

1.3 Способы получения синтетических моющих средств......................................

 

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.............................

2.1 Характеристика  объекта и условия проведения  исследований.........................

2.2Характеристика методик исследований...............................................................

 

ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МОЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ.......................................................................................................

3.1 Анализ результатов исследования моющей способности порошковых синтетических моющих средств...............................................................................

3.2 Анализ результатов исследования моющей способности жидких синтетических моющих средств................................................................................

3.3 Анализ экологических  свойств синтетических моющих  веществ...................

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................................................

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК...................................................................

 

ПРИЛОЖЕНИЯ 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

К моющим средствам  традиционно относят синтетические  моющие средства и мыло. Основное их назначение – очистка предметов, поверхностей, изделий из ткани и нетканых материалов от загрязнений различной природы.

Вначале люди мыли обычной водой. Иногда использовали масла и абразивы, такие  как влажный песок и влажная  глина. Длительное время для стирки и мытья применяли преимущественно мыло хозяйственное или составы на его основе. Синтетические моющие средства начали широко применяться в Беларуси с 1950-ых годов. Первый синтетический моющий порошок «Новость» был выпущен в 1953 г. на основе переработанных жировых продуктов, выделенных из кашалотового саломаса.

В последние 20-30 лет ассортимент средств этой группы значительно расширился. В конце 1960-х биологические моющие средства, содержащие ферменты, расщепляющие белки, появились в США. Сейчас поступление синтетических моющих средств в водную среду достигло существенных величин и с точки зрения экологии их рассматривают как один из классов загрязняющих веществ.

Промышленность  освоила производство синтетических  моющих средств, обладающих в ряде случаев  более высокой эффективностью и  экономичностью. Их выпуск растет быстрыми темпами, в то время как производство мыла хозяйственного постепенно сокращается.

Современные синтетические моющие средства представляют собой многокомпонентные смеси, главный компонент которых – поверхностно-активные вещества (ПАВ). В водном растворе ПАВ смачивают частицы загрязнений, разрушают их связь с поверхностью ткани, раздробляют до мельчайших частиц коллоидных размеров, которые переходят в водный раствор в виде эмульсии (жидкие капельки) или суспензии (твердые частицы). Заряженные частицы загрязнений стабильно сохраняются в мыльном растворе, а образующаяся пена и пузырьки воздуха позволяют им всплывать на поверхность. Специальные вещества в составе синтетических моющих средств предохраняют ткани от повторного оседания грязи – ресорбции.

Разнообразие  форм современных синтетических  моющих средств делает актуальным вопрос особенностей их состава, свойств и  эффективности применения.

Цель исследования – анализ строения, свойств, методов  получения и применения синтетических  моющих средств органического происхождения.

Задачи исследования:

1. Рассмотреть  понятие и природу синтетических  моющих веществ, изучить их  состав, основные свойства и методы  получения;

2. Описать методику анализа качества и физико-химических показателей порошковых и жидких синтетических моющих средств;

3. Охарактеризовать эффективность и безопасность используемых в настоящее время синтетических моющих средств.

Методы исследования: анализ, синтез, наблюдение, эксперимент, математические и графические методы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.1 Понятие о синтетических моющих  средствах, их строении и химическом  составе

 

Синтетические моющие средства (CMC, детергенты) – многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с различных твердых поверхностей, тканей, волокон, металлов, стекла, керамики. В более узком смысле под синтетическими моющими средствами обычно понимают бытовые средства для стирки белья и одежды.

Синтетические моющие средства подразделяют:

• по товарной форме синтетические моющие средства разделяют на сыпучие (порошкообразные, хлопьевидные), пастообразные, жидкие и кусковые;
• по назначению на бытовые и технического назначения;
• по сфере применения и специфике отмываемого субстрата на универсальные средства для стирки, средства для машинной стирки сильно загрязненного белья, стирки изделий из тонких, чувствительных к повреждению и усадке тканей, стирки и отбеливания с кипячением, для предварит, замачивания, средства с ферментами для низкотемпературной стирки, средства с противоусадочным, мягчительным, антистатическим, освежающим цвет или иным эффектом, специальные синтетические моющие средства для детского белья и т.д.

Синтетические моющие средства обычно включают мицеллообразующие  поверхностно-активные вещества (ПАВ), обладающие моющим, смачивающим и  антистатическим действием, различные электролиты, комплексоны, добавки, обеспечивающие антиресорбционное действие (предотвращают повторное отложение частиц загрязнения), парфюмерную отдушку, маскирующую специфический запах композиции и ароматизирующую белье, а также всевозможные специальные добавки: оптические и пероксидные отбеливатели, ферменты, активаторы и стабилизаторы, растворители, гидротропы, ингибиторы коррозии, консерванты, пеногасители, красители, пигменты, антиоксиданты, наполнители – связующие (в кусковых синтетических моющих средствах) и др.

Основа многих синтетических моющих средств – анионные ПАВ (паверхностно-активные вещества), например алкилбензолсулъфонаты (обладающие хорошей биоразлагаемостью), алкилсульфаты, алкилэтоксисульфаты, мыла, алкансулъфонаты, a-олефинсульфонаты натрия.

В связи с  общемировой тенденцией к снижению температуры стирки и использованию синтетических моющих средств с ферментами и катионными мягчителями-антистатиками повысилась роль неионогенных ПАВ-оксиэтилированных спиртов, оксиэтилированных алкилфенолов, оксиэтилированных алкиламинов.

В качестве вспомогательных ПАВ, усиливающих тот или иной эффект и смягчающих нежелательное дерматологическое действие, в синтетические моющие средства могут вводиться в небольших количествах алкил- и алкилэтоксифосфаты, таураты, сульфосукцинаты, соли a-сульфокарбоновых кислот, эфирокарбоксилаты, оксиалкиламиды жирных кислот и их этоксилаты, N-оксиды третичных аминов, блоксополимеры алкиленоксидов, амфогерные производные аминокислот, имидазолина и бетаина.

Некоторое распространение (особенно в США) получили синтетические моющие средства на базе анионных и (или) неионогенных ПАВ с добавками катионных ПАВ или полимеров, способные в процессе полоскания вследствие адсорбции на волокнах снижать электростатический заряд и усадку ткани, а также улучшать ее вид. Примеры таких катионных ПАВ-диалкилдиметил-аммонийхлорид, 1-(2-алкиламидоэтил)-2-алкил-3-метилимидазолинийметил-сульфат, катионное производное гидроксиэтилцеллюлозы. Опимальным моющим действием при 25-35 °С обычно обладают ПАВ с алкильной цепью С₁₂-С₁₄, с ростом температуры стирки оптимум отмечается у гомологов С₁₄-С_16.

При составлении  рецептур синтетических моющих средств  часто используют сочетания 2-3 ПАВ-синергетиков, различающихся растворимостью, устойчивостью к солям жесткости и моющей эффективностью в отношении твердых, жировых и белковых загрязнений. Кол-во ПАВ различных типов в синтетических моющих средствах достигает 35% по массе.

Хорошее моющее действие анионных и неионогенных ПАВ  обычно достигается в щелочной области  рН и в присутствии различных электролитов. Практически все порошкообразные синтетические моющие средства содержат минеральные соли, из которых наиболе применяемы фосфаты: триполисфосфат Na, тринатрийфосфат, тетракалийпирофосфат и др., способные образовывать комплексы с поливалентными катионами. В жидких рецептурах преименяют используют тринатрийфосфат, триполифосфат калия и хлорированный тринатрийфосфат (в дезинфицирующих моющих средствах для посуды), в фермент-содержащих – небольшое количество солей кальция или магния.

Полностью или  частично функцию фосфатов в синтетических моющих средствах могут выполнять комплексоны – натриевые соли нитрилотриуксусной кислоты (трилон А) и этилендиаминтетра-уксусной кислоты (трилон Б), соли этилидендифосфоновой и лимонной кислот, а также цеолиты. Использование эффективных заменителей фосфатов в синтетических моющих средствах весьма актуально в связи с загрязнением водоемов биогенными элементами. Кол-во комплексообразователей в синтетических моющих средствах составляет до 40% по массе.

В качестве электролитов-активаторов  моющего действия в стиральные порошки  вводят Na₂SO₄, Na₂CO₃ и Na₂SiO₃ (или жидкое стекло). Последние два (в количестве до 10% по массе) обеспечивают щелочную среду; Na₂SiO₃, кроме того, ингибирует корродирующее действие моющей композиции.

Пероксидные отбеливатели, например пероксоборат (перборат) натрия, вводят только в порошкообразные синтетические моющие средства в количестве 15-30%. При стирке синтетических тканей ярких расцветок используют активаторы отбеливателей, например тетраацетилэтилендиамин, пентаацетилглюкозу. Все они, взаимодействуя в растворе с перборатом, образуют надуксусную кислоту, которая фактически является низкотемпературным отбеливателем. Как альтернативу перборату применяют также стабилизированные формы дипероксидодекандикарбоновой кислоты, гексагидрата пероксифталата магния, алкилдипероксиянтарной кислоты и др. дипероксидикарбоновых кислот, пероксокарбонат и пероксосульфат натрия. Эффективность низкотемпературного отбеливания повышается в присутствии бромидов и иодидов.

Оптические (флуоресцентные) отбеливатели, широко используемые во всех видах синтетических моющих средств, главным образом производные стильбена, пиразолона, кумарина, бензимидазола. Количество таких отбеливателей в рецептурах синтетических моющих средств не превышает 1%.

В качестве антиресорбентов  в синтетических моющих средствах  обычно используют карбоксиметилцеллюлозу, полимеры или сополимеры акриловой  кислоты в количестве от 0,5 до 2% по массе.

Жидкие синтетические  моющие средства могут, кроме того, содержать до 10-15% по массе органических растворителей (низшие спирты, гликоли, их эфиры, алканоламины) и гидротропов, которые снижают точки помутнения растворов и улучшают совместимость компонентов.

Жидкие композиции с высоким содержанием растворенных или суспендированных электролитов служат для интенсивной машинной стирки, как правило, с регулируемым пенообразованием, достигающимся введением мыла, силиконового пеногасителя и (или) специально подобранного неионогенного ПАВ, например оксиэтилированных и оксипропилированных спиртов. Жидкие синтетические моющие средства с низким содержанием электролитов используют для ручной стирки тонких тканей; они хорошо пенятся и в зависимости от назначения дополнительно могут включать антистатики, водорастворимые полимеры, консерванты и др. компоненты.

В таблице 1 представлен состав некоторых промышленных синтетических моющих средств для стирки.

Таблица 1 – Химический состав некоторый промышленных синтетических моющих средств для стирки

 

Компоненты	Порошкообразные СМС						Жидкие СМС
	Лотос	Пемос	Эра	Малыш	Био	Нептун	Росинка	Экстра
ПАВ (всего) - алкилбензо-сульфонаты; - алкил-сульфаты; - алкилсульфо-наты; - неионогенные ПАВ; - мыло.	18 18 - - - -	15 8 - - До 3 4	15 8 - - 3 4	20 - - - До 5 15	15 8 - - 3 4	18 4 12 - - 2	35 15 - - 20 -	24 8-12 До 6 До 13 До 3 -
Комплексообразователи: - триполифосфат Na; - триполифосфат К;	40 -	40 -	35 -	35 -	40 -	40 -	- 3,5	- 3,5
Щелочные электролиты: - Na2SiO3 - Na2CO3	3 -	4 -	7 10	8 20	5 10	3 -	- -	- -
Отбеливатели химические: - пероксоборат Na;	-	-	15	-	-	8	-	-
Отбеливатели оптические	0,3	02,	0,2	0,2	0,3	0,3	0,2	0,1
Антиресорбент: - карбоксиметилцеллюлоза;	0,9	1,0	1,2	0,9	1,0	1,0	-	-
Ферменты: - протеаза;	-	0,2	-	-	0,2	-	-	-
Стабилизаторы	-	-	0,3	-	-	-	-	-
Парфюмерная отдушка	0,1-0,2	0,2	-	-	0,1-0,2	0,1-0,2	0,1	0,1
Na2SO4 и вода	Остальное до 100%						Вода и со-растворители – до 100%