Файл: Лунина М.А. Синтетические моющие средства пособие для учащихся.pdf

рола), прикрытые оболочкой из мицелл синтетичес­ кого моющего вещества. Такие тончайшие дисперсии высокополимера в воде называются латексами. Ла­ тексы широко используют в производстве промыш­ ленных товаров (искусственная кожа, ткани для не­ промокаемых плащей и т. д.),

Г Л А В А III

ВАЖНЕЙШИЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ МОЮЩИЕ СРЕДСТВА

Синтетические моющие вещества — это исходные продукты для получения синтетических моющих

средств.

Красиво оформленные коробки с надписями «Дон», «Новость», «Лотос», «Астра», «Эра» и др., поступающие в продажу, содержат не химически чис­ тые моющие вещества, а сложные составы — компо­ зиции. Часто в композиции входит несколько синте­ тических моющих веществ с различными свойствами. Удачное сочетание свойств этих веществ позволяет получать моющее средство с хорошими качествами. Исследования моющей способности различных синте­ тических препаратов привели к заключению, что можно составить композицию из нескольких моющих веществ и мыла, при­ чем содержание мыла в смеси составляло

40—60%. В состав композиции, помимо синтетического мою­ щего вещества, вхо-

дят еще несколько компонентов, различных по своему химическому составу и назначению, — так называе­ мые активные добавки. Они улучшают моющую спо­ собность выбранного синтетического средства, без них не может быть синтетических моющих средств.

Активные добавки могут быть неорганические и органические.

Неорганические добавки — это в основном элек­ тролиты — различные соли минеральных кислот (в присутствии их моющие свойства синтетического средства значительно улучшаются). Из неорганиче­ ских добавок применяют сульфат натрия кар­ бонат натрия ЫагСОз, бикарбонат натрия ЫайС03, смесь карбоната и бикарбоната натрия, сесквикарбонат натрия — двойную соль ЫагСОз • ЫаНСОз • 2ЙгО, а также соли кремниевой кислоты — силикаты, об­ щей формулы пЫагО • тЭЮг. Введение силикатов в состав моющего средства резко повышает щелоч­ ность среды. Кроме того, присутствие силикатов спо­ собствует лучшему вспениванию раствора.

Сода, бикарбонат натрия и силикаты при раство­ рении в воде подвергаются гидролизу. Сущность это­ го процесса в том, что ионы, на которые распадается молекула ЫагСОз — ион Ыа+ и ион С035_, сразу же начинают взаимодействовать с водой. В результате в растворе образуется едкая щелочь №ОЙ, которая делает среду более щелочной (слабая кислота разла­ гается Н гСО з^ Н2О+ СО2). Силикаты натрия в во­ де также гидролизуются.

Щелочная среда моющего раствора очень хорошо действует на процесс отмывания и стирки. В нем во­ локна ткани набухают, и частицы грязи легче отры­ ваются от них. Ио действие электролитов сказывает­ ся не только в подщелачивании моющего раствора.

Присутствие электролитов заметно повышает способ­ ность различных моющих растворов удерживать за­ грязнения во взвешенном состоянии. В процессе стирки образуется суспензия из частиц загрязнений. Эти частицы легко могут вновь прилипнуть к уже отстиранной ткани, и она будет иметь сероватый от­ тенок. Карбонаты и силикаты натрия делают обра­ зовавшуюся суспензию грязи более устойчивой. Они диссоциируют в растворе на ионы. Ионы адсорбиру­ ются на поверхности грязевых частиц, гидрофилизируют их, благодаря чему частицы грязи удерживают­ ся во взвешенном состоянии и не прилипают вновь к ткани. Кроме того, гидрофилизированные частицы грязи, поверхности которых покрыты адсорбционны­ ми слоями ионов, не слипаются друг с другом в бо­ лее крупные агрегаты, а это также очень благоприят­ но для отмывания, так как мелкие частицы дольше удерживаются в растворе и медленнее оседают.

Важнейшие активные добавки — сложные конден­ сированные фосфаты: соли полифосфорных кислот (пирофосфаты, триполифосфаты, метафосфаты). Полифосфорные кислоты — полимерные соединения. Мо­ лекулы их имеют цепочное строение такого вида:

НО—Р—О— Р —О—Р —О—Р—О . . . Р —О—Р —о н

Число атомов фосфора (Р) в цепочке может быть от 1 до 1 000 ООО, и это определяет степень конден­ сации (полимеризации) полифосфата. Полифосфаты были известны более 100 лет назад, но только за по­ следнюю четверть века их огромное практическое

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 %):

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.