Моющие средства.

Моющиие средства содержат поверхностно-активные веще­ства или их смеси, обладающие моющей способностью. Важ­нейшими из них являются мыла и синтетические моющие сред­ства (CMC). Последние служат эффективной заменой хозяй­ственному мылу.

Понятие о поверхностно-активных веществах и сущность моющего действия. Мыла состоят из натриевых или калиевых солей жирных кислот. В их состав могут входить также соли других карбоновых кислот (смоляных и нафтеновых). Все они растворимы в воде и обладают моющим действием.

При взаимодействии жиров с едкими щелочами получают мыла, представляющие собой смесь натриевых или калиевых солей жирных кислот, главным образом стеариновой, пальмитиновой и олеиновой. Из твердых жиров и их жирных кислот и натриевой щелочи получают твердые мыла, а из жидких и их жирных кислот и натриевой щелочи – мазеобразные. При использовании калиевой щелочи даже из твердых жиров и их жирных кислот получаются мазеобразные и жидкие мыла.

Наилучшим моющим действием обладают натриевые и ка­лиевые соли тех жирных кислот, молекулы которых содержат от 9 до 22 углеродных атомом в цепи. Для моющего действия, таким образом, требуется определенным оптимальный размер молекул мыла. Хорошее моющее действие обеспечивается же определенной концентрацией мыльного раствора. Установлено, что оптимум моющего действия жировых мыл соответ­ствует их концентрации 0,1-0,2 %.

Тело человека, одежда и многие изделия загрязняются поч­венной пылью и сажей (дым топок), содержащимися в воздухе, а также потовыделениями и различными минерально-масля­ными и жировыми веществами. Последние закрепляются на тканях и коже человека под действием сил молекулярного при­тяжения поверхностных молекул тел. Прочному закреплению твердых частиц пыли и сажи способствует наличие на тканях и коже человека масляных и липких жировых загрязнений. Все они так же, как пыль и сажа, в воде не растворяются и ею не смачиваются. Поэтому смыть их одной водой невозможно.

В процессе мытья и стирки необходимо отделить не раство­римые в воде грязевые частицы от очищаемой поверхности, пе­ревести их в моющий раствор и предотвратить возможность повторного оседания их на очищенную поверхность. Все это достигается с помощью мыла и CMC.

Важным фактором моющего действия является способность мыльных растворов давать устойчивую пену. Она образуется при взбалтывании и перемешивании мыльного раствора в результате попадания в него воздуха. На поверхности пузырьков воздуха, попавших в мыльный раствор, адсорбируются молеку­лы моющего вещества.

При достаточной концентрации моющего вещества его плен­ки вокруг пузырьков воздуха в растворе становятся плотными и прочными. Слипаясь между собой, они образуют ячеистую структуру - мыльную пену, которая способствует механичес­кому удалению загрязнений. При взбалтывании мыльного раствора частицы загрязнений с мыльной пленкой прилипают к пленкам пузырьков воздуха и вместе с ними всплывают на по­верхность, скапливаясь в пене. Происходит процесс флотации (всплывания) загрязнений.

Таким образом, рассмотренный выше процесс описывает сущность моющего действия поверхностно-активных водорас­творимых моющих веществ (мыла и CMC).

Мыло: сырье, производство, ассортимент, качество. Основ­ным сырьем дли производства твердых мыл служат жиры жи­вотного происхождения, их заменители и щелочные вещества.

Жиры животного происхождения и твердые масла, полу­чаемые из плодов тропических растений, состоят главным об­разом из триглицеридов ненасыщенных жирных кислот. В сос­тав жидких жиров животного и растительного происхождения входят в основном триглицериды жидких ненасыщенных жир­ных кислот. Животные жиры (говяжий, бараний, свиной) сос­тоят в основном из глицеридов стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислот. Твердые растительные жиры (кокосовое и пальмоядровое масла) состоят преимущественно из глицеридов каприловой, лауриновой и ниристиновой кислот. Данные жи­ры считаются лучшим сырьем для твердого мыла. Твердые жи­вотные жиры, однако, являются высококачественными пище­выми продуктами. Поэтому для производства мыла в настоя­щее время их используют в меньшем количестве. В качестве ос­новного жирового сырья для твердого хозяйственного мыла применяют преимущественно твердые жировые продукты, по­лучаемые при переработке менее ценных жидких жиров. Эти жиры, называемые саломасом, получают в процессе гидрогенизации жидких растительных масел и рыбьего жира.

Сырьем для производства хозяйственного мыла (особенно мазеобразного и жидкого) служат также соапстоки - побочные продукты жировой промышленности, получаемые при щелоч­ном рафинировании (очистке) жиров и масел, а также пищево­го саломаса. Соапстоки состоят в основном из частично омылен­ного и нейтрального жиров. Их добавляют в небольших коли­чествах в саломас при составлении смеси для хозяйственного мыла. В смесь высших сортов туалетного мыла вводят твердые растительные масла - пальмоядровое и кокосовое, а для мазе­образных - жидкие растительные масла (льняное, подсолнеч­ное и др.).

Жирозаменителями являются синтетические жирные кис­лоты, нафтеновые и смоляные кислоты. Синтетические жир­ные кислоты при условии хорошей очистки от сопутствующих примесей служат полноценным сырьем, заменяющим жирные кислоты из природных жиров. Важным преимуществом их применения является возможность регулирования свойств мы­ла в зависимости от молекулярной массы окисляемых углево­дородов.

Смоляные кислоты применяют для мыловарения в виде канифоли, получаемой из живицы хвойных деревьев. Из жирово­го сырья с добавкой канифоли получают хозяйственные мыла с повышенной растворимостью и большим пенообразованием. Добавление канифоли, кроме того, задерживает прогоркание мыла, наблюдающееся при длительном хранении его к теплом и сыром помещении. Канифоль придает мылу томную окраску.

Нафтеновые кислоты применяют в виде мылонафта и асидо­ла. При щелочной очистке последних образуются мазеобразные нафтеновые мыла, называемые мылонафтом. Мылонафт состо­ит из смеси натриевых солей нафтеновых кислот и хорошо рас­творим в воде. В небольших количествах (до 6 %) его добавляют в жировую основу низших сортов хозяйственного мыла.

Щелочные вещества необходимы для омыления нейтраль­ных жиров и нейтрализации жирных кислот. Применяют в ос­новном щелочь натрия и кальцинированную соду, а также силикат натрия (жидкое стекло), для жидких и специальных ви­дов мыла — гидрат оксида калия и углекислый калий (поташ).

Мыловарение. Технологический процесс изготовления мы­ла включает две группы операций. В первую группу входит вар­ка, представляющая собой химический процесс взаимодейст­вия жиров и их заменителей со щелочами. Вторая группа тех­нологических операций преследует цель придать мылу товар­ный вид. В эту группу операций входят: охлаждение и затвер­девание концентрированного мыльного раствора, сушка и фор­мование в куски или распыление в порошки, упаковка готового продукта.

Твердые мыла получают горячей варкой, которую осуще­ствляют прямым или косвенным методом. Процесс варки осу­ществляют в аппаратуре периодического (в котлах) или непрерывного действия (в специальных растворах).

Классификация и ассортимент. В зависимости от консис­тенции и физического состояния видов мыло подразделяют на 1) твердое (в кусках), 2) жидкое, 3) порошкообразное.

Каждую из этих групп классифицируют в зависимости от различного содержания жирных кислот. Выпускают твердые мыла обычные и пилированные (подвергнутые специальной об­работке для очистки мыльной основы).

Хозяйственное мыло подразделяют по назначению на мы­ло для стирки, отмывания посуды и хозяйственных изделий.

Твердые мыла для стирки выпускают в основном в виде кус­ков и порошков. Кусковое хозяйственное мыло (обыкновенное и осветленное) выпускают с содержанием кислот 72, 70 и 60%. Пилированное (72%-ное) является лучшим твердым хозяйственным мылом. Цвет его от светло-желтого до желтого. Твер­дое 60 % -ное мыло имеет цвет от желтого до светло-коричневого.

Жидкие и мазеобразные мыла применяют для хозяйственных и технических целей, а также в медицине и ветеринарии.

Туалетное мыло в отличие от хозяйственного имеет более широкий ассортимент. Это обусловлено разнообразием его состава, окраски и отделки. Его выпускают и твердом и жидком виде.

Твердое туалетное мыло содержит от 74 до 80% жирных кислот. Его подразделяют:

1) по назначению — туалетное, медицинское, специальное.

2) по составу и качеству — на четыре группы, отличающие­ся составом исходного сырья и качеством. Качество определяет­ся в первую очередь его составом, содержанием природных жиров (кокосового масла и животного сала) в смеси. Лучшим по составу и качеству считается 80 %-ное мыло.

3) по цвету — на неокрашенное (белое) и окрашенное в раз­личные тона.

4) по запаху — на цветочное и фантазийное.

5) по характеру упаковки — на открытое и закрытое.

6) по форме куска — на обыкновенное и фигурное.

В отдельные специальные виды туалетного мыла вводят трудноомыляемые жировые вещества, например ланолин (шер­стяной жир) и вазелин, смягчающие кожу человека и предотвращающие ее чрезмерную сухость после мытья.

В основу разных видов туалетного мыла, предназначенного для лечебных и дезинфицирующих целей, вводят лечебные и дезинфицирующие вещества (деготь, тимол, крезол, борную кислоту и др.). Такое мыло называется медицинским (борно-тимоловое, дегтярное, сульсеновое и др.).

Порошкообразное туалетное мыло получают распылением расплавленной мыльной основы, в состав которой предвари­тельно вводят специальные добавки. В мыльные порошки (нап­ример, для бритья) добавляют небольшое количество (до 5 /о) веществ (картофельного крахмала), способствующих образова­нию густой и стойкой пены, а также парфюмерные отдушки (0,5 %). Содержание жирных кислот в порошках составляет 84—85 %. Средство для мытья головы готовят из сухого мыль­ного порошка и бикарбоната натрия (20 %).

Жидкое туалетное мыло, предназначенное обычно для мытья головы, представляет собой водно-спиртовой раствор калиевых солей жирных кислот (около 20 %). В его состав входят парфюмерные отдушки.

Качество. Требования к качеству мыла туалетного и хозяйственного регламентируются соответственно ГОСТ «Мыло туалетное. Общие технические требования» и ГОСТ 30266-95 «Мыло хозяйственное твердое. Общие технические

условия». На отдельные виды продукции действуют ТУ.

Туалетное мыло в зависимости от рецептуры подразделяют на четыре группы: экстра, детское (Д), I и II. Отнесение мыла к той или иной группе определяется в основном содержанием ко­косового масла и животного сала в смеси. Мыло группы «эк­стра» дает очень стойкую пену и быстро подсыхает, в жировой основе содержится больше сала и кокосового масла. Детский группа мыла характеризуется рядом предъявляемых специфи­ческих требований, например отсутствия раздражения кожной ткани после его использования. К данной группе предъявляют­ся повышенные требования безопасности. В туалетное мыло групп I и II в жировую основу соответственно вводится больше саломаса, вследствие чего оно дает мене стойкую пену и больше набухает в воде (плохо сохнет на мыльнице).

К туалетному мылу отдельно предъявляют требования по органолептическим и физико-химическим показателям. При органолептической оценке качества обращают внимание на его внешний вид, однородность, цвет и запах. Все виды мыла долж­ны быть однородными по цвету, иметь приятный запах и не иметь посторонних включений. Основными физико-химичес­кими показателями качества являются: общее содержание жирных кислот (в %), пенообразующая способность; твердость; истираемость; моющая способность; сохраняемость и др. Туа­летное мыло должно иметь содержание жирных кислот; твер­дое - не менее 74 %, жидкое - не менее 20 %. Качество мыла считается тем выше, чем оно больше может дать пены и чем бо­лее она устойчива. Туалетное мыло следует хранить при темпе­ратуре не ниже плюс 5°С и относительной влажности воздуха не выше 75 %. Гарантийный срок хранения должен быть не ме­нее 6 месяцев со дня выработки.

В зависимости от содержания жирных кислот хозяйствен­ное твердое мыло подразделяют на I, II и III группы. Для хозяй­ственного мыла регламентируются те же показатели, что и для туалетного. При этом качество хозяйственного считается тем выше, чем светлее его цвет (от светлого до кремового). Не допус­кается гнилостный и рыбный запахи. Кусковое мыло должно быть твердым на ощупь, без солей, пятен и липкости, трещин и деформаций. Отдельно выделяются требования безопасности: хозяйственное мыло не должно обладать общетоксическим, раздражающим и аллергическим действием. Условия хранения те же, что и для туалетного мыла. Гарантийный срок хране­ния — 12 месяцев со дня выработки.

Синтетические моющие средства: состав, производство и ассортимент, качество. Жировые мыла обладают рядом недос­татков нерастворимы в жесткой воде, ослабляют прочность шерстяных и шелковых тканей и др. Они устраняются применением СМС.

Состав СМС. Основной составной частью CMC являются:

1) поверхностно активные вещества (ПАВ); 2) щелочные и ней­тральные электролиты; 3) алкилоамиды; 4) карбоксиметилцеллюлоза и др.

ПАВ, используемые для производства CMC, разделяются на ионогенные, диссоциирующие в водных растворах на ионы, и неионогенные. Наиболее распространены анионоактивные вещества (алкилсульфаты, алкилсульфанаты и алкиларилсульфонаты), которые распадаются в водных растворах на анионы (более крупные отрицательно заряженные частицы) и катионы (мелкие положительно заряженные ионы, как правило, натрия или калия). Большие по размеру анионы обеспечивают поверх­ностно-активные свойства. Все анионактивные ПАВ представ­ляют собой кристаллические вещества, растворимые в воде. Со­держание их в CMC составляет от 10 до 40 %.

Электролиты входят в состав CMC для улучшения моюще­го действия, повышения эффективности стирки. Они представ­ляют собой щелочные натриевые соли угольной, фосфорной и кремниевой кислот или нейтральные соли, главным образом сульфат натрия. Они смягчают воду и улучшают моющее дей­ствие CMC.

Алкилоламиды являются стабилизаторами пены. Их вводят в синтетические моющие средства в количестве 1- -3 %. Они су­щественно повышают эффективность CMC, усиливая устойчи­вость пены, суспензируя загрязнения и предотвращая их осе­дание на ткани. Введение стабилизаторов в состав моющих средств снижает содержание активного моющего вещества. Но их не добавляют в CMC, предназначенные для машинной стир­ки, в которых сильное пенообразование затрудняет данный процесс.

Карбоксиметилцеллюлоза - это вещество в виде натриевой соли, которое вводят в состав моющего средства для предотвра­щения ресорбции (оседания) загрязнений на ткани. Его вводят (до 1 %) в состав CMC для хлопчатобумажных и льняных тка­ней, а также изделий универсального назначения.

В состав CMC могут также вводиться полезные добавки или вспомогательные средства для стирки. Они будут рассмотрены далее.

Производство и ассортимент CMC. Приготовление их заключается в составлении композиции, смешивании и раство­рении всеx компонентов рецептуры. Для получения порошкообразных средств используют сушку. Далее следуют расфасов­ка и упаковка готового продукта.

Современный ассортимент моющих средств весьма обши­рен. Основную их массу составляют стиральные порошки. В меньшем количестве выпускают жидкие моющие вещества и пасты.

Бытовые CMC в зависимости от назначения делят на следу­ющие основные виды:

1) средства для стирки шерстяных и шелковых тканей;

2) средства универсального назначения для стирки разнооб­разных тканей, в том числе из химических волокон;

3) средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей;

4) средства для стирки грубых и сильно загрязненных тка­ней, в частности спецодежды;

5) средства для туалетных целей (шампуни для мытья волос и т.п.);

6) средства для мытья посуды, инвентаря, домашней утвари и др.

Средства для стирки шерстяных и шелковых тканей име­ют рН 1 %-ного раствора 7-8,5. Они изготавливаются из ком­понентов наиболее высокого качества. Наиболее широкое применение имеют жидкие препараты для стирки шерстяных и шелковых тканей, такие как «Ваниш», «Ласка» (выпускается как в твердом, так и жидком виде) и др.

Средства универсального назначения для стирки разнооб­разных тканей, в том числе из химических волокон (рН 9-9,5) предназначены для тканей из смеси природных и синте­тических волокон. Как правило, в данной группе представлены отдельно средства для стирки белого и цветного белья, хотя это разграничение наблюдается не всегда. Стирка изделий из хлоп­ка и льна подобными средствами допускается с кипячением (в стиральных машинах-автоматах для цветного белья допускает­ся плюс 60°С, для белого - плюс 90-95 °С), а из шерсти и шел­кА - при температуре не выше плюс 40 °С. Ассортимент дан­ных CMC наиболее разнообразен: «Лотос», «Дося», «Миф-уни­версал», «Ariel», «Tide», «Bonux» и т.д. Часто торговые марки универсальных CMC выпускаются с различными ароматами, что достигается введением отдушек.

Средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тка­ней имеют рН 1 %-ного раствора 10-11,5 %. Помимо класси­ческих компонентов, в их состав вводится до 10- -15 % отбеливатели телей. Ассортимент данных средств не столь разнообразен, как CMC универсального назначения («Лебедь», «Детский» и др.).

Средства для мытья посуды, инвентаря, домашней утвари представляют собой очень обширную группу CMC. По назначе­нию они подразделяются на средства для мытья посуды; сред­ства для мытья стекол (окон и зеркал); средства для чистки ра­ковин; средства для чистки унитазов; универсальные средства для чистки раковин, газовых плит и т.д. Они выпускаются различной консистенции: жидкие, геле-, пастообразные, сыпучие. Могут иметь различные ароматические добавки. Марочный ас­сортимент данной продукции весьма широк и многообразен: средства для мытья посуды - «Fairy», «Пемолюкс» и др.; сред­ства для мытья окон - «Секунда», «Истра» и т.д.; универсаль­ные CMC - «Чипо», «Cillit» и т.д,

Следует отметить, что основным направлением развития ассортимента CMC является производство универсальных мою­щих средств с биодобавками, что дает возможность их утилиза­ции после использования, а также обеспечивает функциональ­ную пригодность для стирки изделий, как из природных, так и искусственных, синтетических волокон и их смеси. В то же вре­мя наблюдается четкая тенденция разделения моющих средств (особенно порошков) для ручной и машинной стирки, что обус­ловлено требованием ограниченного пенообразования в сти­ральных машинах.

Синтетические моющие средства имеют ряд достоинств: не требуют дорогого дефицитного сырья для изготовления; безраз­личны к жесткой воде; не ослабляют прочности многих тканей; не влияют на их окраску.

Однако им присущ и ряд недостатков: не всегда достаточное моющее действие; более низкая пеноустойчивость; трудная био­усвояемость; вызывают сухость кожи рук при стирке.

Тем не менее, синтетические ПАВ перспективны в отноше­нии создания моющих препаратов комплексного действия. По­этому успешно расширяется ассортимент CMC, сочетающих ряд свойств: моющее действие с антистатическим, дезинфици­рующим и т.п.

Качество. Требования к качеству синтетических моющих средств регламентируются ГОСТ 23361-78 Е «Средства пеномо­ющие. Технические условия»; ГОСТ 25644-96 «Средства мою­щие синтетические порошкообразные. Общие технические требования»; РСТ 525-85 «Средства моющие на жировой основе порошкообразные. Общие технические условия», а также техническими условиями на конкретные виды изделий.

Основными показателями качества СМС являются моющая способность, opганолептические (внешний вид, цвет, запах) и физико-химические показатели (pН водного 1%-ного раствора, содержание основных моющих ПАВ и некоторых других соединений, в ряде случаев – пенообразующую способность). По внешнему виду CMC должны быть однородными порошками или гранулами белого или светло-желтого цвета не

крупнее 3 мм в поперечнике. Жидкие моющие средства не должны расслаиваться или иметь осадок. Не допускается запах нефтепродуктов. Отдельно выделяются требования безопасности: массовая доля пыли, показатель концентрации водородных ионов и др. Порошки должны быть слабогорючи и малотоксичны.

Упаковываются порошкообразные CMC в прочные, аккурат­но изготовленные коробки или герметичные пакеты, жидкие и пастообразные - в банки и бутылки. Упаковка должна быть стойкой к внешним воздействиям и самой продукции. Срок год­ности не менее 9 месяцев со дня изготовления для CMC с хи­мическими отбеливателями или биодобавками, для остальных видов продукции он не ограничен.

Вспомогательные средства для стирки включают: 1) препа­раты для смягчения воды, 2) препараты для замачивания белья, 3) антистатики, 4) отбеливающие средства, 5) подсинивающие средства, 6) подкрахмаливающие средства и др. Неко­торые из них вводят в состав CMC.

Водосмягчающие средства предназначены для снижения жесткости воды, обусловленной повышенным содержанием в ней солей магния и кальция. Они состоят из щелочных электролитов: кальцинированной соды, фосфатов натрия и раство­римого стекла (силикаты калия и натрия). Выпускают их в ви­де порошков и брикетов.

Препараты для замачивания белья способствуют лучше­му удалению загрязнений. Они позволяют еще до начала про­цесса стирки отделить нерастворимые в воде грязевые частицы от очищаемой поверхности, перевести их в моющий раствор и предотвратить возможность повторного их оседания на очи­щенную поверхность.

Антистатики служат для снятия электростатического за­ряда с поверхности изделий. Особенно актуально их примене­ние для изделий из тканей, состоящих из синтетических волокон (ПАН, полиэстер и др.)

Отбеливающие средства добавляют при стирке или пропо­ласкивании белья или же непосредственно вводят в состав не­которых моющих средств. Они представляют собой перекисные соли или оптические отбеливатели. Из перекисных солей при­меняют перборат натрия, перкарбонат натрия. Они содержат кислород в связанном состоянии, но при нагревании выделяют

его. Кислород и отбеливает ткань. Действие их основано на окислении и обесцвечивании красящих веществ (пятен и оттен­ков). Для окрашенных тканей их не применяют. Перекисные соединения и отличие от оптических отбеливателей называют химическими.

Оптическими отбеливателями называют прямые белые кра­сители. Повышение степени белизны белья с их помощью дос­тигается благодаря тому, что они обладают способностью повы­шать отражение видимой сине-голубой части светового спект­ра, являющейся дополнительной к желтому компоненту. Доля отраженных лучей становится больше, поэтому белизна увели­чивается.

Подсинивающие вещества (синька ультрамариновая нату­ральная и индигокарминовая) применяют при прополаскива­нии белья для устранения его желтизны. Они поглощают жел­тую составляющую дневного спектра, в результате чего отраже­ние ее уменьшается и ткань кажется более белой.

Подкрахмаливающие вещества способствуют повышению формоустойчивости изделий. Для этих целей традиционно ис­пользуется крахмал.

В комбинированных средствах сочетается ряд вышеука­занных действий.

Дата добавления: 2015-10-24