Фізико-хімічні властивості миючих засобів

Туалетні  мила на відміну від господарських  мають більше різноманітні асортименти. Це обумовлено розмаїтістю їхнього  складу, фарбування й обробки. Їх випускають у твердому (у шматках і порошкоподібному стані) і в рідкому стані.

Тверді  туалетні мила містять від 74 до 80 % жирних кислот. Застосовуються вони в гігієнічних  цілях, а також у медицині. конкуренція, Що Підсилюється, на ринку гігієнічних  засобів привела до того, що туалетного мила перетерпіли за останні два десятиліття зміни в зовнішнім оформленні й відносно зручності товарної форми. Розмаїтість форм у сполученні з тонкими стійкими ароматами доповнюються, часом, незвичайними розцвіченнями (смугасті, строкаті, з перламутровим відливом, з металевим блиском, прозорі й т.п.). Привабливі мила на мотузці, а також плаваючі (не потопаючі) мила, що містять усередині порожнина або шматочок пінопласту. Туалетні мила часто випускають із бактерицидними добавками. Це можуть бути спеціальні антисептичні мила медичного призначення й мила, що дезодорують, розраховані на масового споживача. Особливо широке поширення мила із що дезодорує й бактерицидною дією одержали в США, де вони становлять 46 % ринку туалетного мила. В основу туалетних мил, призначених для лікувальних і дезінфікуючих цілей, уводять лікувальні й дезінфікуючі речовини (дьоготь, тимол, крезол, борну кислоту й ін.).

Рідкі туалетні мила, що призначають звичайно для  миття волосся, являють собою  водно-спиртові розчини калієвих солей жирних кислот (близько 20 %).

Сучасні асортименти CMЗ досить великий. Підбор доцільного складу (композиції) синтетичного мийного  засобу дозволяє легко виробляти  миючі препарати найрізноманітнішого  призначення. Побутові CMЗ залежно  від призначення ділять на наступні основні групи: для прання бавовняних і лляних тканин (рн середовища 10,0-11,5); виробів з вовняних, шовкових тканин (рн 7,0 - 8,5); тканин зі штучних і синтетичних волокон, універсальні CMЗ (рн 9,0 - 9,5); а також CMЗ для прання сильнозабруднених тканин.

Основну масу що випускають CMЗ - близько 90 % - становлять тверді мийні засоби у вигляді  порошків або гранул. Тверді мийні  засоби можуть випускатися також  у вигляді шматків. Кускові CMЗ  являють собою тверді мийні засоби, по зовнішньому вигляді й фізичних властивостях аналогічні кусковому милу, однак відрізняються від нього більше високою щільністю (менш стираються), меншою розчинністю, стійкістю до солей твердості. При очищенні сильно забрудненої поверхні кускові CMЗ більше ефективні, чим кускові мила; при малому змісті миючої речовини (10 - 40 %) з ними досягаються кращі результати, чим при застосуванні мил з концентрацією впавши 60 - 80 %.

У значно меншій кількості випускають рідкі мийні  засоби й пасти. Рідкі CMЗ (особливо за рубежем) знайшли більше широке застосування, чим пасти й гелі, оскільки для їхнього одержання потрібно набагато менше витрат енергії й придатні будь-які пристрої, призначені для дозування рідини. На відміну від порошкоподібних CMЗ вони добре й швидко розчиняються, не порошать, не розсипаються при транспортуванні й зберіганні й тим самим менше викликають подразнення дихальних шляхів й інших алергійних проявів/До недоліків рідких CMЗ відносять труднощі при одержанні концентрованих розчинів через обмежену розчинність миючих речовин і при використанні активних добавок, а також можлива зміна товарного виду при тривалому зберіганні. Незважаючи на це, рідкі мийні засоби, завдяки гарній миючій дії при низьких температурах з урахуванням існуючої тенденції до зниження температури прання, можливо знайдуть більше широке застосування, особливо якщо будуть розроблені нові автоматичні дозуючі системи для пральних машин.

Пасти, а  також гелі в більшості випадків застосовують як піномиючого засобу. Однак при тривалому зберіганні препарат стає негомогенним (розшаровується) і це погіршує його споживчі властивості.

Серед нових  форм мийних засобів можна виділити засіб у вигляді листків нетканих матеріалів, просочених рідким мийним засобом. Для просочення нетканого  матеріалу використають склад, у  який входять аніонні й неионогенные впавши, лужні наповнювачі, отдушки, оптичні отбеливатели, летучі розчинники. Такі матеріали, що випускають у вигляді шматків або рулонів, мають перфорацію й тому зручні для дозування мийних засобів, крім того, вони позбавлені недоліків пральних порошків, при використанні яких можливі дратівливі реакції дихальних шляхів людини.

Однієї з тенденцій, що намітилися за 
рубежем, у виробництві синтетичних мийних засобів став випуск суперконцентрованих порошкоподібних CMЗ. Нова тенденція обумовлена насамперед причинами екологічного характеру, тому що концентровані порошкоподібні мийні засоби використаються в менших дозах. Крім того, випуск подібних мийних засобів дозволить заощадити пакувальні матеріали. Більшість картонних упакувань для цієї продукції виготовляється з рециклового картону. Пластмасові мірні совочки й власник^-власників-тримачі-ремінці-власники до коробок також рециклові. (Уперше ці продукти були розроблені в Японії й зараз їхня частка на японському ринку становить 83 %).

Популярність суперконцентратів обумовлена не тільки екологічними міркуваннями - вони популярні й у продавців, і в споживачів. Продавці віддають їм перевага за їхню компактність, а споживачі - за те, що їх зручно носити (завдяки ручці на коробці), зберігати й використати в порівнянні зі звичайно громіздкими й незручними традиційними впакуваннями.

Виходячи із цього, представляється  можливим збільшення частки суперконцентратів  на ринку за рахунок рідких і звичайних  порошкоподібних засобів для  прання й це, безумовно, вплине на використання сировинних матеріалів. Зокрема, імовірно, знизиться споживання сульфату натрію, що вводиться для додання певної міцності миючим порошкам і поліпшення їхньої товарної форми. При цьому загальний обсяг споживання ВПАВШИ повинен залишитися на тім же рівні, оскільки суперконцентрати включають така ж кількість активних інгредієнтів, як і звичайні порошки. Нова тенденція, швидше за все, буде сприяти збільшенню обсягу споживання пербората й активаторів, тому що більша частина суперконцентратів містить отбеливатель. Замічено, що з розширенням використання суперконцентратів зросло споживання кальцинованої соди. Як видно, найважливішими компонентами CMЗ з високою насипною щільністю стануть кисневмісні відбілювачі. Прагнення до подальшого зниження споживання води приведе до того, що перевага буде віддаватися легко й повністю розчинній сировині.

Для підвищення якості прання використають допоміжні засоби, до яких ставляться водозмягчующі, відбілюющі, що підсинюють, підкрохмалюючі, антистатичні, дезінфікуючі й інші засоби. Останнім часом їх випускають як самостійну продукцію й вони займають значну частку ринку мийних засобів.

До водозмягчующі засобів ставляться різні добре розчинні у воді лужні засоби у вигляді порошків і брикетів, що містять кальциновану соду, фосфати натрію, силікат натрію й ін. Зм'якшення твердої води відбувається шляхом утворення нерозчинних з'єднань, які переходять в осад, із солями кальцію й магнію, що втримуються у воді, або з'єднань, які втримуються в розчині й не осаджуються на тканині.

До відбілючих засобів ставляться перекісні солі й оптичні відбілювачі у вигляді порошків, таблеток і рідини. Перекісні солі містять кисень у зв'язаному стані й виділяють його при нагріванні. Кисень відбілювача тканини шляхом окислювання барвників, що надають тканини різні відтінки. Оптичні відбілювачі являють собою білі прямі барвники. Підвищення ступеня білизни з їхньою допомогою досягається завдяки тому, що вони мають здатність . поглинати частина ультрафіолетових променів денного світла й відбивати видимий синьо-блакитний. Частка відбитих променів стає більше, тому білизна збільшується.

До допоміжних засобів для прання виробів із синтетичних і деяких видів штучних волокон ставляться препарати для зняття з виробів  зарядів статичної електрики, які накопичуються на виробах у процесі їхні носки, що приводить до швидкого забруднення, запиленню, прилипаню виробів до тіла, виникненню неприємних відчуттів, появі ефекту іскріння й тріска.

Допоміжні засоби для прання можуть бути комбінованими, сполучаючи в собі, наприклад, відбілюющу дія з підкрохмалюючим або з антистатичним ефектом.

 3. Фізико-хімічні властивості якості миючих засобів

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 (див. додаток 2) 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. додаток 3). 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 порошу і свіжий аромат білизні.

Таблиця 3.1

Номенклатура показників якості CMЗ