Изучение некоторые физико-химических показателей стиральных порошков

С самых древнейших времен людям было свойственно заботиться о своем жилище, одежде, пище, посуде и т. д. На протяжении 7-10 тысячелетий, начиная с неолита, человек использовал в быту природные вещества органического происхождения – животные жиры, камеди, воски и минеральные природные вещества – пигменты, мел, речной и морской песок, поваренную соль, глину. Затем к ним прибавились битумы, различные смолы, бальзамы, белковые вещества, эфирные масла, а из природных минеральных веществ – сода. В древние времена отбеливание льняных и хлопчатобумажных тканей под действием солнечного света широко применяли древние египтяне, финикийцы, греки и римляне. Римский император Веспасиан ввел налог на сбор мочи, которую в течение многих веков использовали в качестве щелочного средства для стирки.

В VI веке до н. э. финикийцы и галлы научились варить из козьего жира и древесной золы мыло – один из важнейших искусственных химических продуктов, революционизировавший быт. До этого для стирки применяли песок, глину, яичные желтки, золу, бычью желчь, разложившуюся мочу и другие средства. Во многих странах для стирки использовали корни, кору или плоды растений типа мальнянки. Они содержат сок, который пенится в воде благодаря наличию в нем моющих веществ природного происхождения.

Так же как и в странах Западной Европы, на Руси был распространен способ отбеливания тканей путем попеременного их замачивания и выстеливания на солнце. Для приготовления мыла в конце средних веков применяли животные жиры, а также растительные масла и древесный щелок. При стирке белья щелок древесной золы широко использовался многими народами вплоть до первой четверти XX века.

Ребристая стиральная доска для облегчения стирки белья стала широко применяться в России сравнительно недавно – во второй половине XVII века. Позднее при стирке белья начали широко пользоваться средствами для умягчения воды – кальцинированной содой, бурой, нашатырным спиртом. Для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей применяли отвары мыльного корня, бобов, пшеничных отрубей и др. В конце XIX века рекомендовался новый способ стирки путем длительного замачивания белья на 12-20 часов.

Вернемся на несколько веков назад: и вот уже забыты звериные шкуры, которые были так удобны в носке (и не требовали особого ухода), вот уже для шитья набедренных юбочек египетских фараонов изготавливают роскошную ткань из льна особого сорта, а древние греки и римляне научились делать из шерсти очень тонкие, мягкие, пушистые, хорошо драпирующиеся ткани. Нетрудно догадаться, что и в те далекие временна, одежда загрязнялась и пачкалась, на ней появлялись пятна, ткани выцветали и т. д. Если при этом учесть, что ткани чаще всего были привозными и, следовательно, стоили дорого, а ткацкие и портняжные работы выполнялись вручную, то становится понятно, что за бельем и одеждой люди тщательно ухаживали с очень давних пор и тратили на это довольно много времени. Но и сейчас, когда появление многочисленных прачечных и фабрик химчистки, стиральных машин и синтетических моющих средств, произвело переворот в этой области быта. Социологи считают, что стирка отнимает у хозяйки от 6 до 12 часов в неделю. Поэтому все мы заложники сложившейся системы моющих средств. Благо, выбор сегодня не ограничивается двумя-тремя известными и проверенными наименованиями. Глаза разбегаются от настойчивой и уверенной рекламы, гарантирующей идеальную чистоту, безупречную белизну, полное выведение пятен, легкость и приятность в использовании.

В нашей стране выпуск первых отечественных синтетических моющих средств был начат уже в 1950 году. За последнее десятилетие чрезвычайно расширился ассортимент тканей, изменился сам процесс стирки, в частности появились стиральные машины нового поколения. Следовательно, понадобились и новые моющие средства – для стирки при низких температурах, в жесткой воде, в стиральных машинах и т. д. Уже в 1970 году мировое производство мыла уступило по объему производству синтетических моющих средств (СМС). В последние годы производство СМС в мире стало исчисляться уже десятками миллионов тонн в год.

С точки зрения производителя моющих средств, жители России - жуткие грязнули. В год они потребляют 3,4 кг стирального порошка. Это в два с половиной раза меньше гигиенической нормы (7-8 кг) и раз в двадцать меньше, чем изводят на стирку жители Англии и Франции.

В настоящее время на телевизионных экранах идет настоящее мыльное сражение. Крупнейшие международные корпорации и российские производители пытаются убедить зрителя, что их стиральный порошок самый лучший. При этом в ход идет немало мифов. Производители дорогих порошков говорят о чудо-формулах, а фабриканты дешевых - о том, что все порошки одинаковые, не стоит платить больше, если не видно разницы.

Цель работы: изучить некоторые физико-химические свойства СМС на примере стиральных порошков.

В ходе исследования решаются следующие задачи:

➢ проведение литературного обзора по теоретическим вопросам темы исследования;

➢ выявление популярности стиральных порошков на основе школьного социологического опроса;

➢ определение физико-химических показателей стиральных порошков.

Основная характеристика СМС

Получение мыла – огромный шаг в развитии человечества. Надо заметить, что мыло – универсальное поверхностно-активное вещество (ПАВ). Его молекулы способны адсорбироваться на поверхности практически любого другого вещества. Мыло удаляет не только видимую грязь. Оно точно так же действует и на совершенно невидимые глазом загрязнения, в том числе и весьма опасные, например радиоактивные. Вирусы, которые и увидеть-то можно только в электронный микроскоп, тоже смываются мылом.

Но у любого мыла есть существенный недостаток – для его изготовления нужны большие количества пищевых продуктов – животных и растительных жиров. На смену мылу пришли СМС. Появление этих средств привело к резкому снижению выработки мыла во всех странах с развитой химической промышленностью. На основе синтетических поверхностно-активных веществ выпускается огромное количество разнообразнейших моющих препаратов – жидких, порошкообразных, в виде паст и даже в виде «кусков мыла». Несомненными преимуществами СМС является более быстрое, по сравнению с мылом, отстирывание тканей, возможность стирать не в горячей, а в теплой воде, что особенно важно при стирке синтетических тканей.

Но в отличие от мыла синтетические моющие вещества очень плохо разлагаются под действием микроорганизмов. Следует упомянуть и о других, пусть менее значительных недостатках СМС. Например, женщины иногда жалуются, что они раздражают кожу рук при стирке. Главным образом этим отличаются препараты, в которых для лучшего отстирывания белья добавлены полифосфаты. Для уменьшения такого действия в эти СМС вводят специальные добавки, что, разумеется, усложняет приготовление препарата и удорожает его; но такие добавки необходимы, если препарат применяют для ручной стирки.

В последние годы все чаще стали выпускать препараты универсального действия. Так, универсальными являются многие синтетические средства – они пригодны для ручной и машинной стирки любого белья. Существуют препараты узкого целевого назначения, например, отбеливатели, предназначенные для отбеливания льняных и хлопчатобумажных тканей.

Препараты одного и того же назначения могут различаться по способу применения. Так, синтетические моющие средства могут предназначаться как для машинной, так и для ручной стирки, причем порошки, рекомендованные для ручной стирки, могут быть неэффективны для машинной.

Пенообразование

Некоторые вещества способствуют образованию в моющем растворе обильной пены; их вводят в моющие средства, предназначенные главным образом для ручной стирки. Стабилизаторами пены служат обычно алкилоламиды. Введение в состав СМС таких веществ – это в большинстве случаев дань вкусам некоторых хозяек, считающих, что раствор стирает хорошо, только если он дает много пены. Такое представление сложилось с тех времен, когда для стирки употребляли только мыло. Моющая способность современных синтетических моющих средств не определяется обилием пены. Более того, есть поверхностно-активные вещества, вовсе не дающие пены и, тем не менее, превосходно снимающие загрязнения. Практически пена нужна лишь при ручной стирке вещей и некоторых тонких тканей, вязаных вещей и некоторых других, которые стирают, не смачивая сильно, чтобы при сушке они не потеряли формы. Обильная и устойчивая пена в моющих растворах резко осложняет стирку в стиральных машинах. Во-первых, из-за пены снижается механическое воздействие на ткань, необходимое для удаления грязи, во-вторых, при обильной пене машины переполняются, и моющий раствор переливается. Пена особенно осложняет работу горизонтальных стиральных машин. Поэтому для стирки в стиральных машинах выпускаются малопенящиеся средства и средства с регулируемым пенообразованием. Для стирки в барабанных машинах предназначены средства с регулируемым пенообразованием. При стирки такими средствами количество пены невелико и, главное, мало зависит от температуры (а как известно, при использовании обычных моющих средств пены тем больше, чем выше температура стирального раствора).

Состав СМС

Основным компонентом синтетических моющих средств, служат поверхностно-активные вещества. В состав современных СМС входят различные синтетические поверхностно-активные вещества – сульфанол, алкилсульфаты, алкилсульфанаты, различные неионогенные поверхностно-активные вещества. Какова же их роль?

Необходимо, чтобы при стирке грязь перешла с ткани в моющий раствор, в воду. Однако многие загрязнения (если не большинство) в воде не растворяются. Как же удержать их там и не дать повторно осесть на ткань? Вот это и достигается с помощью поверхностно-активных веществ, к числу которых, кстати, относится и мыло. Эти вещества способны дробить загрязнения на мельчайшие частицы и удерживать их в воде, не давая снова осесть на ткань.

Как правило, в современные СМС вводят два или несколько поверхностно-активных вещества. Так, моющие порошки могут содержать одновременно сульфанол, алкилсульфаты и неионогенные вещества, а иногда и мыло. Средства, содержащие несколько ПАВ, как правило, лучше отстирывают белье.

Моющие средства содержат также щелочные добавки, которые разрушают жировые загрязнения. В качестве щелочных добавок вводят соду и так называемое жидкое стекло, т. е. соль кремниевой кислоты.

К важнейшим добавкам относятся и полифосфаты: триполифосфат натрия (его вводят в порошкообразные и пастообразные СМС), триполифосфат калия или двойная соль триполифосфата (для жидких СМС). Триполифосфаты умягчают воду, а также повышают моющую способность почти всех поверхностно-активных СМС. Именно благодаря триполифосфатам современными СМС можно стирать в жесткой и даже морской воде.

Дело в том, что находящиеся в воде соли кальция и магния образуют со всеми поверхностно-активными веществами (включая мыло) нерастворимые в воде соединения. Эти соединения оседают на белье, придают ему сероватый оттенок, делают жестким. Полифосфаты же образуют с солями кальция и магния растворимые в воде соединения. Но для этого в моющем растворе их должно быть достаточно много. Поэтому при стирке в жесткой воде в стиральный раствор надо добавлять больше моющих средств, чем указано на упаковке.

Таким образом, поверхностно-активные вещества, щелочные добавки, химические отбеливатели и ферменты – это основные вещества, разрушающие загрязнения и удаляющие их с ткани. Все эти компоненты входят в состав современных моющих средств в определенном соотношении.

Кроме указанных веществ СМС могут содержать еще ряд полезных добавок. Так, чтобы белье выглядело белоснежным, а окрашенные вещи – яркими, в состав моющих средств вводят оптические отбеливатели – флуоресцирующие вещества (так называемые белые красители), оседающие на ткани при стирке. Они поглощают свет в ультрафиолетовой части спектра и излучают его в голубой, что придает изделию яркость и особую белизну.

Общая характеристика ПАВ

Основную стиральную функцию в порошках выполняют ПАВ – они присутствуют в любом средстве. Помогают им полимеры, которые предотвращают повторное оседание частиц грязи на ткань, и фосфаты, которые уменьшают жесткость воды и тем самым повышают эффективность стирки и предотвращают образование накипи на деталях стиральной машины. В настоящее время поверхностно-активные вещества применяются в самых различных областях для самых разнообразных целей. Молекулы ПАВ состоят из углеводородного радикала (от 4 до 20 СН2-групп) и полярной группы (-ОН, -СООН, -NH2, -SO3H и др. ). Так называемые ионогенные ПАВ диссоциируют в растворе на катионы и анионы, одни из которых обладают поверхностной активностью, другие (противоионны) нет. Соответственно различают катионактивные, анионактивные и амфотерные (амфолитные) ПАВ. Молекулы неионогенных ПАВ сохраняют в растворе электрическую нейтральность. ПАВ регулируют смачивание, облегчают диспергирование, повышают или понижают устойчивость суспензий, эмульсий, пен. Используются как моющие средства, флотореагенты, ингибиторы коррозии металлов, коагулянты и т. п..

Виды ПАВ

Все ПАВ делятся на четыре класса: анионные, катионные, неионогенные и амфолитные.

Анионные ПАВ в водных растворах диссоциируют на длинноцепочечные анионы, обеспечивающие поверхностную активность раствора, и катионы, которые влияют только на растворимость. К таким ПАВ относятся мыла, алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты (сульфонолы), алкилсульфаты.

Алкилсульфаты - соли алкилсерных кислот. Алкилсульфаты обладают прекрасными моющими свойствами. Они образуют обильную пену и хорошо понижают поверхностное натяжение, однако разрушаются в кислой среде, чувствительны к жесткости воды, обладают высоким раздражающим действием.

Сульфоэтоксилаты R-O-(CH2CH2O)n-SO3Na устойчивы в кислой среде, образуют стабильную высокую пену, неограниченно растворяются в воде, обладают менее выраженным раздражающим действием.

Анионные ПАВ можно разделить на шесть основных групп:

1. Производные карбоновых кислот – мыла.

2. Первичные и вторичные алкилсульфаты, алкилфенилэтилсульфаты, алкилциклогексилэтилсульфаты и т. д.

3. Алкил- и алкиларилсульфонаты, сульфонаты сложных эфиров моно- и дикарбоновых кислот, олефинсульфонаты.

4. Сульфоэтоксилаты спиртов, карбоксиэтоксилаты, сульфоэтоксилаты карбоновых кислот, сульфоэтоксилаты алкилфенилэтиловых спиртов, диметаллические соли сульфоянтарной кислоты, соли сульфатов непридельных кислот.

5. Азотсодержащие ПАВ.

6. Соединения с другими гидрофобными и гидрофильными группами.

Катионные ПАВ в водных растворах диссоциируют на объемные катионы – носители поверхностной активности раствора, и анионы. К катионоактивным веществам относятся соли высших аминов, аммониевые, сульфониевые и фосфониевые основания. Катионные ПАВ обладают невысокой моющей способностью, поэтому использование их в моющих средствах ограничено. Однако они могут применяться в качестве эмульгатора в эмульсионных полиролях.

Катионные ПАВ при взаимодействии с анионными ПАВ образуют неполярные плохо растворимые в воде соединения. Несовместимость ПАВ нужно учитывать при подборе средств для мойки, очистки, ополаскивания и полировки и строго придерживаться рекомендаций изготовителей.

Неионогенные ПАВ в водных растворах ионов не образуют, их растворимость обусловлена функциональными группами, имеющими гидрофильный характер.

Неионогенные ПАВ нечувствительны к жесткости воды, имеют высокую поверхностную активность, обладают отличными моющими свойствами, при этом образуют мало пены.

Неионогенные ПАВ являются хорошими гидротропами, повышают растворимость жировых загрязнений в воде, обладают хорошей смачивающей способностью, при совместном применении неионогенных ПАВ с амфотерными и анионными проявляется значительное улучшение свойств.

Неионогенные ПАВ обладают слабым раздражающим действием. Благодаря хорошему пенообразованию, эмульгирующей способности, биоразложимости и низкому раздражающему действию неионогенные ПАВ нашли широкое применение в производстве автомобильных моющих средств.

Механизм действия ПАВ

Каким образом частицы загрязнений, прилипшие к поверхности, отделяются от нее под действием ПАВ? Каждая молекула, которая находится в растворе, находится под воздействием всех окружающих ее молекул. При этом все силы, действующие на молекулу, взаимно уравновешены.

Совсем другая картина, если молекула находится на поверхности раствора (на границе раздела фаз). Силы, действующие на молекулу со стороны других молекул жидкости, действуют на нее только с одной стороны и будут стараться втянуть эту молекулу в жидкость, стремясь придать поверхности минимальные размеры (так вода скатывается в шар). Таким образом, происходит образование поверхностной пленки.

ПАВ, растворенные в воде, изменяют поверхностное натяжение раствора. Молекулы ПАВ, растворяясь, ориентированно собираются на поверхности раствора. Образуется новый поверхностный слой с особыми свойствами. Поверхностное натяжение воды при этом сильно уменьшается, поскольку слой из ориентированных молекул ПАВ обладает более низкой энергией.

Поверхностное натяжение затрудняет процесс мытья, препятствуя смачиванию загрязненных поверхностей. Моющие средства улучшают смачивание гидрофобных поверхностей, загрязненных сажей, моторным маслом, жиром и т. п. Молекулы ПАВ собираются на границах раздела фаз – в данном случае на частицах загрязнений, прилипших к поверхности, и проникают в зазор между ними. Покрытая адсорбированными молекулами ПАВ частица отделяется от поверхности и уходит в раствор. Сила, отделяющая загрязнение от поверхности у некоторых ПАВ такова, что позволяет полностью обойтись от механического воздействия на поверхность. Большое значение играет пенообразование, пузырьки пены удаляют прилипшие к ним частицы жировой эмульсии и удерживают их в растворе.

Различное молекулярное строение и структура ПАВ, обеспечивают моющим растворам комплекс свойств, определяющих их моющее действие: смачивающую, эмульгирующую, диспергирующую, солюбилизирующую и стабилизирующую способности.

Если загрязнение - жидкое вещество, эффективность моющего препарата определяется эмульгирующей способностью. ПАВ, адсорбируясь на поверхности капель жирового вещества, образует прочную оболочку, препятствующую слиянию других капель.

Если загрязнение - твердое вещество, основным свойством моющего препарата является диспергирующая способность. Моющий раствор проникает в мельчайшие зазоры и трещины между частицами загрязнения и, адсорбируясь на этих частицах, создает расклинивающее давление, которое размельчает и отрывает их.

Общей особенностью всех молекул ПАВ является дифильность (ди - двойственность), то есть, часть молекулы ПАВ растворима в воде, а другая - нерастворима.

Благодаря такому строению все ПАВ обладают свойством снижать поверхностное натяжение, а чем ниже поверхностное натяжение, тем легче отстирывать или выводить пятна.

Мицеллообразование ПАВ

Одним из важных функциональных характеристик ПАВ является мицеллообразование. По достижению предела растворимости ПАВ образуют конгломераты, или мицеллы - своеобразное скопление молекул, которые имеют шарообразную или пластинчатую структуру

1, 3 - шарообразные мицеллы; 2,4 - пластинчатые мицеллы

По достижению концентрации ПАВ, при которой наблюдается образование мицелл (критическая точка мицеллобразования), моющая способность порошка или геля для стирки является наивысшей. Чем меньше критическая точка мицелообразования ПАВ, входящих в состав моющего средства, тем оно экономичнее. Дальнейшее повышение дозы порошка или геля не приводит к усилению моющего действия. Таким образом, формула: «много моющего средства = наилучший эффект» не работает. В этом случае мы получаем только перерасход средства, поэтому все производители моющих средств рекомендуют придерживаться дозировки, указанной на этикетке.

Растворимость ПАВ

Аминоактивные ПАВ обладают хорошей растворимостью в воде. Увеличение температуры и скорости перемешивания раствора, а также уменьшение молекулярной массы ПАВ способствуют повышению их растворимости.

Все линейные алкилбензосульфонаты с углеводородной цепью менее пятнадцати атомов углерода хорошо растворимы в воде, но растворимость их понижается с дальнейшим удлинением цепи. Алкилбензолсульфонаты с разветвленной цепью, у которых фенильная группа находится в середине цепи, обладают более высокой растворимостью.

Нормальные первичные алкилсульфонаты труднорастворимы в воде, и растворимость их уменьшается с увеличением молекулярной массы, но она увеличивается при перемещении сульфонатной группы к середине алкильной цепи (в положение 3, 4, 5 и т. д. ). Вторичные алкильсульфонаты легко растворяются в воде и некоторых органических растворителях.

Насыщенные алкилсульфаты с разветвленной цепью обладают лучшей растворимостью, чем алкилсульфаты с цепью нормально строения. Растворимость алкилсульфатов падает с увеличением молекулярной массы, но увеличивается при повышении температуры раствора. Растворимость вторичных алкилсульфатов выше, чем первичных одинаковой молекулярной массы, и возрастает с перемещением сульфатной группы от начала алкильной цепи к центру.

Все катионоактивные ПАВ – от кристаллических до жидкостей – полностью растворимы в воде, скорость растворения их увеличивается с возрастанием температуры и скорости перемешивания раствора.

Растворимость неионогенных ПАВ в воде повышается с увеличением числа присоединенных молекул этиленоксида или в присутствии других поверхностно-активных веществ, но понижается с ростом температуры.

Амфолитные ПАВ хорошо растворяются в воде, растворимость их уменьшается с увеличением числа углеродных атомов в цепи.

Смачивающее действие ПАВ

Одним из важнейших факторов, определяющих скорость моющего действия растворов СМС, является смачиваемость. Смачиваемость – это физическое явление, происходящее на границе соприкосновения трех фаз, одна из которых твердое тело, а две другие – жидкости или жидкость и газ. При смачивании молекулы жидкости взаимодействуют с молекулами твердого тела, и жидкость растекается по поверхности, покрывая ее. В данном случае силы межмолекулярного взаимодействия между жидкостью и твердым телом больше, чем между молекулами жидкости, т. е. смачиваемость твердого тела лучше, чем меньше взаимодействие между молекулами жидкости. Увеличению смачивающей способности способствует введение в моющий раствор ПАВ, понижающих его поверхностное натяжение. Наличие на поверхности ткани жировых веществ придает ей водоотталкивающие свойства. Это затрудняет смачиваемость загрязнений их отмывку. Адсорбция молекул ПАВ на частичках жировых загрязнений увеличивает их смачиваемость и переводит их с поверхности ткани в моющий раствор. Следовательно, ПАВ в растворе способствует удалению загрязнений с поверхности ткани.

Наименьшей смачивающей способностью из моющих веществ обладают растворы мыл, более высокой – алкилсульфаты и наибольшей – алкилсульфонаты.

Для любых ПАВ максимальная смачиваемость достигается раньше, чем максимальное моющее действие.

Для ПАВ с разветвленной насыщенной цепью смачивающая способность увеличивается для соединений с большим числом углеродных атомов цепи и с гидрофильной группой, расположенной ближе к центру углеводородной цепи.

Эмульгирующая и пенообразующая способность ПАВ

В загрязнениях обычно содержится большое количество жиров и минеральных веществ. Одним из путей удаления таких загрязнений с тканей является эмульгирование их моющими средствами. Благодаря образованию эмульсий частицы загрязнений остаются в растворе и не осаждаются на ткань. Эмульсии представляют собой системы, для которых мельчайшие капли одной жидкости распределены в другой жидкости. Для увеличения устойчивости эмульсий служат ПАВ, которые понижают межфазовое поверхностное натяжение между частицами загрязнений и воды.

При попадании в растворы ПАВ газа образуется пена. Пена является гетерогенной системой, в которой пузырьки газа распределены тонкими прослойками жидкости. Образование пены связано с большим увеличением поверхности, и это возможно только при малом поверхностном натяжении растворов. Частицы загрязнения могут располагаться между пузырьками воздуха и выносится на поверхность раствора.

Пенообразующая способность ПАВ характеризуется, наряду с поверхностной активностью самого ПАВ, механической прочностью и вязкостью образованных пленок. Образование пены и ее устойчивость зависят от ряда факторов: молекулярной массы и структуры молекул ПАВ, концентрации ПАВ, температуры и рН-раствора, жесткости воды в растворе.

Катионоактивные ПАВ обладают пониженной пенообразующей способностью. Амфолитные ПАВ – хорошие пенообразующие средства, применяются в основном для изготовления жидких шампуней. Пенообразующая способность неиногенных ПАВ зависит от числа присоединенных молекул этиленоксида, температуры, концентрации, но не зависит от жесткости воды. Она повышается с увеличением числа присоединенных молекул этиленоксида. Неиногенные ПАВ с высоким содержанием молекул этиленоксида являются пеногасителями в составе рецептур низкопенных СМС.

Для пеноустойчивости к растворам добавляют этаноламины. В качестве пеногасителей применяются мыла жирных кислот, силиконы и другие вещества.

Солюбилизирующая способность ПАВ

Некоторые жиры и углеводороды не поддаются растворению в воде, однако в растворах ПАВ определенной концентрации они образуют коллоидную систему. Равновесный процесс растворения нерастворимых в воде веществ мицеллярными растворами называются солюбилизацией. В процессе солюбилизации растворяемые низкомолекулярные углеводороды внедряются в мицеллу, а высокомолекулярные углеводороды – между отдельными мицеллами, но и те и другие переходят в раствор.

На солюбилизацию оказывают влияние: длинна и разветвленность цепи ПАВ, положение сульфогруппы, температура раствора, его концентрация, добавки и т. д.

Так, увеличение алкильной цепи алкилбензосульфонатов ведет к заметному снижению солюбилизации, добавление же в моющий раствор длинноцепочных спиртов, аминов и электролитов значительно ее повышает.

Солюбилизирующая способность алкилсульфатов увеличивается с повышением молекулярной массы или при увеличении их концентрации в растворе. Соединения с разветвленной цепью обладают лучшей солюбилизирующей способностью, чем с неразветвленной.

Солюбилизирующая способность алкилсульфотов ниже, чем первичных, прибавление в раствор электролитов ведет к ее увеличению.

Неионогенные ПАВ обладают наивысшей солюбилизирующей способностью. Она возрастает с увеличением длины полиэтиленгликолевой цепи, достигая максимума при наличии в цепи 27 молекул этиленоксида.

Загрязнения

Характеристика грязи

Прежде чем перейти к вопросу о стирке, необходимо понять, что собой представляет грязь.

Наше белье, платье и т. п. пачкаются. Грязь - это выделения сальных и потовых желез, это следы пищевых продуктов и производственные загрязнения, наконец, это обычная пыль, легко закрепляемая на ткани жировыми веществами. Так, постельное белье и нательное белье средней степени загрязненности содержит 1,5-4% грязи (от массы сухого белья). Загрязнения на белье в основном состоят из солей(15-20%), белковых веществ и чешуек кожи (20-25%), крахмала, остатков текстильного волокна и т. п. (20%), жирных кислот, глицерина, воска, углеводородов и других веществ «жирового» характера (5-10%), сажи, различной пыли и других минеральных частиц (25-30%).

Частицы грязи располагаются между отдельными нитями и волокнами ткани, а также на свободной поверхности волокна. Чем мельче частицы, тем глубже они проникают внутрь ткани. Чем плотнее ткань и ровнее ее поверхность, тем меньше она загрязняется; больше всего загрязняются ворсовые ткани.

Прочность удержания загрязнений на различных тканях зависит, конечно, и от «природы» грязи. Так, сухие пигментные загрязнения наиболее прочно удерживаются полипропиленовыми, полиэфирными и полиамидными волокнами, слабее всего – шерстяными и триацетатными. Жировые загрязнения наиболее прочно удерживаются полипропиленовыми, полиэфирными и полиакрилонитрильными волокнами, наименее прочно – шерстяными.

При стирке белья такие загрязнения, как соли, частицы пыли и т. п. , могут быть смыты просто чистой водой. Иначе дело обстоит с клейкими или нерастворимыми в воде загрязнениями, которые обычно состоят из жировых и белковых веществ, имеющих включения твердых грязевых частиц. Для удаления с белья таких загрязнений как раз и необходимы современные синтетические моющие средства.

Типы пятен

Пятна – уникальное явление природы. Они обладают потрясающей способностью возникать на самых видных местах буквально ниоткуда и значительно быстрее, чем новинки химической промышленности, призванные с ними бороться.

1. Пигментно-масляные загрязнения - составляют примерно 70% от общего числа (подсолнечное или сливочное масло и т. д. ). Жировые пятна имеют размытые контуры. Свежее пятно всегда темнее ткани, а с течением времени приобретает матовый оттенок. Жирные, масляные, крахмальные и белковые (частично) загрязнения изначально не окрашены либо имеют слегка желтоватый оттенок. Однако со временем пятна становятся желтыми и, абсорбируя на себе все пигментные загрязнения пыли и сажи, резко проявляются на поверхности ткани.

2. Окрашенные загрязнения (небелковые, пятна растительного или животного происхождения - кофе, чай, какао, овощи, фрукты, вино и т. д. ), удаляемые отбеливанием или специальными добавками, - около 10-20%. Сюда же относится необходимость простого отбеливания (для белого белья) и сохранности яркости красок (для цветного). Имеют контуры четкие и более темные, чем само пятно. Цвет их от желтоватого до коричневого.

3. Белковые - около 10% (молоко, кровь, яйца, мороженое и т. д. ). Жир, входящий в эти продукты, проникает глубоко в ткань, а само пятно остается на поверхности.

4. Водорастворимые загрязнения (например, соль от пота), которые удаляются при смачивании водой, - менее 10%.

Многие пятна от пищи являются смешанными.

Под действием света и кислорода воздуха многие пятна окисляются и по прошествии времени меняют оттенок от желтого до красно-коричневого. Окисляются пятна от фруктов, ягод, вина, кофе, чая, косметики.

Современные моющие средства в большинстве случаев выводят свежее пятно без остатка. Но некоторые пятна, если их предварительно не вывести, могут остаться на одежде и даже закрепиться во время стирки.

Борьба с загрязнениями

Готовясь к домашней стирке или собираясь отнести белье в прачечную, мы заранее знаем, что пятна от фруктов, вина и других органических веществ останутся и после стирки. Никакие оптические отбеливатели здесь не помогут. Лишь специальные комбинированные препараты, в которых содержатся вещества, отбеливающие, дезинфицирующие и удаляющие пятна, способны в этих случаях отстирать вещи безукоризненно, но только вещи из хлопчатобумажных или льняных белых тканей (или окрашенных особо сильными красителями), так как находящийся в таких препаратах химический отбеливатель, обесцвечивая пятно, может разрушить и краску, даже ткань. Выход из этой ситуации найден. Уже существуют препараты, способные при стирке удалять пятна и отбеливать почти любые ткани, не разрушая их (при правильном пользовании). Это так называемые энзимные детергенты.

Энзимы и ферменты – это природные катализаторы, ускоряющие разнообразные превращения белковых соединений. Их использование для нужд бытовой химии основано на том, что «грязь» и особенно цветные пятна на белье бывают часто не жирового, а белкового происхождения (пятна от ягод, фруктов, вина, крови и т. д. ). Действуя разрушающим образом на белки, ферменты переводят их в растворимое состояние – «осколки» распавшихся белковых молекул, которые легко удаляются с ткани обычными моющими веществами. Первые попытки использования энзимов для очистки и стирки были сделаны свыше 60 лет тому назад, но практическому их использованию препятствовала их малая стойкость и малая «совместимость» с другими компонентами моющих средств. Однако все эти трудности постепенно были преодолены, и сейчас выпускается довольно значительное количество СМС с энзимными детергентами. Эти средства главным образом рекомендуются для предварительного замачивания и отстирывания белья вручную.

Дополнительные средства для стирки вещей

Смягчители

При стирке синтетическими моющими средствами и последующей сушке изделия из тканей (полотенца, пеленки и др. ) могут стать жесткими на ощупь. Для ее устранения применяют смягчители. Это достигается полосканием в воде с добавкой специальных составов. Наиболее известными смягчителями являются соединения четвертичных аммониевых оснований.

В состав смягчителей, которые выпускаются в виде раствора или пасты, входят также оптические отбеливатели и отдушка.

Отбеливатели

Следующая по важности (после удаления общего пигментно-масляного загрязнения) характеристика порошка - это отбеливающая способность, которая проявляется непосредственно в отбеливании тканей, в возможности удаления пятен растительного происхождения (например, травы, зелени), освежении цвета, дезинфекции тканей.

О том, что отбеливание при помощи хлора вредно не только для ткани, но и для здоровья, знает сегодня, пожалуй, каждый. На смену хлоросодержащим отбеливателям пришли более щадящие, но не менее эффективные кислородосодержащие, наиболее перспективный из которых - перкарбонат натрия. Он превосходно справляется с главной задачей - химическим разложением окрашенных частей пятна на ткани, окисляя их. В результате этого процесса образуются продукты, легко удаляемые с поверхности материала. Но не стоит забывать и тот факт, что стиральный порошок, помимо отбеливающих свойств, должен и дезинфицировать. Это качество легко достигается путем повышения окисляющей способности CMC, а значит, кислородосодержащие отбеливатели в составе порошка гарантируют нам и гигиеничность стирки. Отметим, что массовые порошки, как правило, не содержат химического отбеливателя, именно поэтому требовать исключительной белизны от стирки недорогим порошком просто бессмысленно. А вот в порошках средней и высокой ценовой категории химический отбеливатель есть.

Практика показывает, что большая часть стирок проводится при температуре от 30 до 60°С. Кислородосодержащие же отбеливатели начинают эффективно работать с 80°С и при низких температурах сами по себе малоэффективны. Казалось бы, отбеливать деликатные ткани им практически невозможно. Но, благодаря современным разработкам, эта проблема стала решаема. Лучше всего с данной задачей справляются составы, которые реагируют с пероксоионами в растворе с образованием промежуточных соединений, более активных при низкотемпературном отбеливании. Речь идет о введении в CMC активатора отбеливания.

Хлорсодержащие отбеливатели

Действующее вещество хлорсодержащих отбеливателей – это гипохлорит натрия (NaClO) или кальция (Ca(ClO)2):

2ClO_ +2H2O + 2e_ = Cl2 + 4OH_ Ox, восстанавливается.

Все хлорсодержащие отбеливатели имеют жидкую форму выпуска. Эти средства имеют неоспоримые достоинства – стоят дешево, эффективно отбеливают и дезинфицируют ткани, могут использоваться для стирки и дезинфекции поверхностей (кафельная плитка, пол). Однако они весьма агрессивны – негативно воздействуют и на кожу рук, и на ткани, снижая их прочность, токсичны и применимы только для белых тканей, при попадании на цветные – либо выедают краску, либо оставляют пятно самого неожиданного цвета.

Кислородсодержащие отбеливатели

Действующее вещество «отбеливателей без хлора» – это «активный кислород», точнее сильные окислители, например, перкарбонат натрия (Na2CO3∙1,5H2O2):

H2O2 + 2e_ = 2OH_ Ox, восстанавливается.

Считается, что кислородсодержащие отбеливатели действуют более мягко, обеспечивая сохранность тканей, могут использоваться для цветных тканей. Мы не беремся утверждать обратное, но позволим себе заметить, что окислительный процесс, происходящий при отбеливании, не может не влиять негативно на саму ткань.

Отдельно остановимся на температуре действия кислородсодержащих отбеливателей. Часть из них эффективна уже при 40°С, в основном за счет дополнительных моющих добавок; другие – только при высокой температуре 60–100°С. Некоторые эффективны при температуре от 40 до 90°С. В наиболее простых кислородсодержащих отбеливателях (пероксидных) кислород выделяется при температуре 80–90°С (изделия необходимо кипятить). Выделяющийся при нагревании кислород окисляет и обесцвечивает загрязнения. Кипячение с таким отбеливателем практически не уменьшает яркость красок разноцветных хлопковых и льняных тканей. Сегодня рынок предлагает достаточно широкий ассортимент и жидких кислородсодержащих отбеливателей зарубежного производства, а также много средств российского производства. Практически все кислородсодержащие отбеливатели можно применять для цветных тканей. Большая часть не предназначена для шерсти и шелка, поэтому перед применением следует внимательно прочесть инструкцию. С точки зрения химии процессы, происходящие при применении обоих перечисленных типов отбеливателей относятся к так называемым окислительным реакциям, при которых происходит окисление молекул красящего вещества, что сопровождается обесцвечиванием. При этом используются сильные окислители, которые при отбеливании действуют и на ткань. Существует иной метод отбеливания, основанный на восстановительной реакции. В этом случае активной цветоразрушающей субстанцией является гидросульфит (NaHSO3) или дитионит натрия (Na2S2O4):

HSO3_ +3OH_ - 2e_ = SO42_ + 2H2O Red, окисляется

S2O4_ +4OH_ - 2e_ = 2SO32_ + 2H2O Red, окисляется

Результат отбеливания в этом случае определяется температурой стирки и продолжительностью воздействия на ткань.

Оптические отбеливатели

Но существует еще один важный момент в деле достижения идеальной белизны. У нашего зрения есть характерная особенность: глаза воспринимают белый цвет любого предмета еще более ярко-белым только тогда, когда он имеет голубой оттенок. Любой другой оттенок способен приглушить белую окраску. Для того чтобы этого избежать, в состав большинства современных порошков вводятся оптические отбеливатели, оседающие на ткани при стирке. Это флуоресцирующие вещества, называемые также «белыми красителями». Они поглощают свет в ультрафиолетовой части спектра и излучают его в голубой. Таким образом они уничтожают желтизну, которая возникает у изделий из растительных, животных и синтетических волокон после химического отбеливания. В итоге белье приобретает яркость и белизну, его не нужно подсинивать. Следует отметить, что наличие оптического отбеливателя в составе порошков для детского белья нежелательно. Ведь задача оптического отбеливателя - остаться на одежде, и никакое полоскание его не удалит. А это может вызвать раздражение кожи малыша.

После нескольких стирок изделия из белых тканей желтеют или сереют. Для устранения появляющихся оттенков и вводят в синтетические моющие средства оптические отбеливатели. Их действие заключается в том, что они поглощают ультрафиолетовый свет (с длиной волны ~360нм) и вновь испускают поглощенную энергию путем флуоресценции в синей области видимого спектра (при 430. 440нм). Возникающее при этом «посинение» изделия компенсирует пожелтение и делает изделие визуально более белым. Действие оптических отбеливателей напоминает действие синьки, с давних пор использовавшейся при полоскании белья после стирки. Бытовая синька или ультрамарин – природный минерал лазурит, называемый также ляпис-лазурью. В монолитном виде он используется как поделочный камень, а его очень тонкий порошок в далеком прошлом применялся в качестве синьки. В 1828г. ультрамарин был получен искусственно в лабораторных условиях. Для этого смесь каолина, соды и серы прокаливалась в сильной струе воздуха. Состав ультрамарина выражают формулой Na6Al4Si6S4O24. Заменителем ультрамарина в быту является порошок белой глины (каолина) или мела с предварительно нанесенным на их поверхность органическими красителями синего цвета (органические синьки).

Отбеливающие ферменты

Пятна белковых веществ и крови трудно отстирываются и плохо обесцвечиваются химическими отбеливателями. Для их устранения применяют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки к моющим системам. Ферменты действуют при замачивании изделий в холодной воде перед стиркой горячей водой. Однако они могут быть эффективны и непосредственно в процессе стирки.

Текстильные волокна делятся на натуральные (природные), минеральные, модифицированные (модификации исходного волокна) и искусственные.

Натуральные текстильные волокна

Натуральные волокна бывают животного или растительного происхождения. К волокнам животного происхождения относятся шерсть альпака, верблюда, викуньи, гуанако, гуарицо (потомство самца ламы и самки альпака), козы, козы мохер, коровы, кролика, ламы, овцы, свиньи, а также мех и шелк. Мытая органическими растворителями шерсть, волокно из переработанного лоскута, очесы, повторно обрабатываемая шерсть, повторно используемая шерсть, шодди и волокно из шелковых отходов и пряжи называются регенерированными или искусственными волокнами животного происхождения.

К натуральным волокнам растительного происхождения (называемым лубяными) относятся волокна абаки, ананаса, генекена, джута, капка, кенафа, кокосовой пальмы, конопли, льна, манилы, рами, сизаля, соломы, хемпа (кроталярии) и хлопка.

Хлопок, который дает самое распространенное в мире натуральное текстильное волокно, выращивается во многих регионах с тропическим и умеренным климатом.

Хлопок представляет собой белое, буровато-белое, желтовато-белое или синевато-белое волокнистое вещество, покрывающее семена некоторых растений. Из хлопка изготавливают бельевые, платяные, декоративные, а также технические ткани, швейные нитки, шнуры и многое другое. Хлопок характеризуется длиной и толщиной («тониной») волокна, а также способностью впитывать краску.

К хлопчатобумажным тканям относятся ситец, бязь, сатин, поплин, тафта, толстая байка, тонкий батист и шифон, джинсовое полотно. Изделия из хлопка очень прочные, хорошо переносят стирку и утюжку при высоких температурах, очень хорошо впитывает влагу. А с другой стороны – при стирке заметно «садятся», долго сохнут и в носке сильно сминаются. Цветное белье из хлопка стирают при температуре до 60°С, тонкое цветное белье – при температуре до 40°С. Для стирки белого белья используют универсальные моющие средства, для цветного – мягкие моющие средства и средства без отбеливателя.

Льняные ткани, считающиеся самым древним видом тканей. Льняные ткани отличаются большой влагопоглощаемостью, не имеют пуха, обладают блеском и прохладны в носке. Еще недавно они считались мнущимися, но в настоящее время найдены способы придания льноволокну эластичности. Чтобы уменьшить «помятость» к льняной нити добавляют полиэстер. Или смешивают лен, хлопок, вискозу и шерсть. Из льна изготавливают полотенца, постельное белье, скатерти, простыни, драпировочные, обивочные ткани, прокладочные материалы и различные предметы одежды: блузы, спортивные куртки, юбки, слаксы (широкие брюки) и детскую одежду. В домашних интерьерах применяют льняные обои и мебельные ткани.

Основной компонент волокон растительного происхождения – целлюлоза

Этот тип сырья можно получить от многих животных: овец, коз, лам, кроликов, даже кошек и собак. Шерсть считается настоящим волокном животного происхождения, если настригается с живых овец.

Шерстяные ткани, выработанные из смеси длинных и коротких волокон, мягки (хотя и не мнутся), но не сохраняют острой складки. Камвольные шерстяные ткани, или ткани из гребенной шерсти, изготавливаются только из длинных волокон. Они гладкие, прочные, довольно долговечные, но приобретают лоск в процессе носки. Впервые переработанная шерсть дает, как правило, более прочный и более эластичный текстиль, чем другие виды шерсти. Ткани из шерсти очень хорошо сохраняют тепло, относительно мало пачкаются и мало мнутся. Современные шерстяные ткани делят на две категории: шерсть и полушерсть. Первая содержит 90% шерстяной нити, а вторая 20-90% шерсти и лавсан, капрон или вискозу (если содержание синтетических волокон превышает 50%, то на ткани появляются блеск и катышки). Добавление лавсана уменьшает сминаемость ткани, а вискоза повышает ее износостойкость.

Шелковое волокно отличается блеском, эластичностью, крепостью и сопротивляемостью к разрыву. Шелковые ткани легкие и прочные. Крепость шелковой нити равна крепости стальной проволоки того же диаметра. Шелковые ткани создают, скручивая нити различным образом. Так получаются крепы, атлас, газ, фай, чесуча, бархат. Они хорошо впитывают влагу (равную половине собственного веса) и очень быстро сохнут. Влага от пота быстро испаряется с поверхности шелка, но при этом могут оставаться пятна (выводят их спиртом). Одежда из шелка в холод согревает, а в жару создает ощущение прохлады.

Основной составной частью шерсти и шелка являются фибриллярные (волокнистые) белки – фиброин и кератин. Они содержат в основном б-аминокислоты с короткими боковыми цепями. Водородные связи возникают между различными полипептидными цепями и стабилизируют так называемую структуру складчатого листа

Химические текстильные волокна

Волокнистые материалы, не встречающиеся в природе, называются «химическими волокнами». При этом за волокнами, полученными на заводах из природных материалов, сохраняется термин «искусственные волокна», а волокна, изготовленные из синтетических материалов, называются синтетическими.

Искусственные волокна получают из природных полимерных материалов путем той или иной их модификации, в результате которой окончательное волокно, используемое в текстильной промышленности, отличается от всех натуральных волокон. Натуральный полимер – это материал с большими молекулами, образованными из многочисленных одинаковых «мономерных» частей. Хлопок и древесная масса, например, состоят в основном из целлюлозы – полимера, молекула которого представляет собой длинную цепь из 2000–4000 молекул глюкозы C6H10O5. В качестве примера искусственных химических волокон можно привести вискозные и ацетатные волокна, сырьем в производстве которых служит хлопковый пух или древесная масса.

Вискоза – целлюлоза, обработанная сероуглеродом и гидроксидом натрия. Из вискозного волокна создают ткани напоминающие шелк, хлопок и даже шерсть и лен. Изделия из вискозы хорошо поглощают влагу, но в мокром состоянии теряют прочность.

Трикотаж

Особое место в нашем гардеробе занимает одежда из трикотажа. Особенность трикотажа в том, что его полотно не ткут, а вяжут. Пряжа может быть шерстяной, хлопчатобумажной, вискозной и т. д. Натуральное волокно хорошо впитывает влагу и пропускает воздух. Хлопчатобумажный трикотаж мягок и прочен. Шерстяной трикотаж более эластичен, чем хлопчатобумажный или вискозный и хорошо держит форму. Синтетический трикотаж (нейлон, полиэстер, акрил) прекрасно стирается в машине, не мнется, не впитывает влагу, поэтому быстро сохнет. Недостатком его можно считать тот факт, что он не пропускает воздух и электризуется. Часто трикотажное полотно вяжется из смешанных нитей. Качество трикотажа зависит от качества пряжи, вида плетения, плотности вязания.

Правильная стирка тканей

Стирка хлопчатобумажных и льняных тканей

Хлопчатобумажные и льняные ткани прочнее других удерживают загрязнения. Это объясняется тем, что поверхность волокон, из которых они сделаны, рыхлая, бугристая, а на такой поверхности частицы грязи удерживаются прочнее, чем на гладкой. Поэтому в средства для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей вводят специальные добавки, «помогающие» их очистить, а также вещества, повышающие щелочность стирального раствора. В щелочных растворах жировые загрязнения разрушаются, а целлюлоза, из которой состоят волокна хлопка и льна, к действию щелочей устойчива.

Цветное белье из хлопка и льна стирают при температуре до 60°С, тонкое цветное белье – при температуре до 40°С. Для стирки белого белья используют универсальные моющие средства, для цветного – мягкие моющие средства и средства без отбеливателя.

Стирка шерстяных и шелковых тканей

Белковое вещество кератин, из которого состоят волокна шерстяных тканей, очень подвержено действию щелочей, которые их быстро разрушают (уменьшается блеск, ткань делается менее прочной). Поэтому средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей (щелочные СМС) совершенно непригодны для стирки шерстяных вещей. Это относится и к шелковым тканям. Даже хозяйственным мылом, в котором может быть повышенное содержание щелочи, не рекомендуется стирать изделия из шерсти и натурального шелка.

Стирать изделия из шерсти рекомендуется вручную с использованием специальных моющих препаратов для шерсти. Особенно не рекомендуется стирать вещи из шерсти, ангоры или мохера в порошках, содержащих отбеливатель. Шерсть нельзя замачивать, тереть и выкручивать. Поэтому выстиранное изделие раскладывают на махровое полотенце. Чтобы изделие из шерсти не «село», стирать и полоскать его надо в воде одинаковой температуры.

Дорогую одежду из натурального шелка принято отдавать в химчистку, т. к. при обычной стирке могут полинять краски. Но стирать все же можно. Только вручную и в чуть теплой воде. При последнем полоскании к холодной воде добавляют уксус, чтобы восстановить яркость красок. Шелковую ткань не выкручивают, не выжимают и сушат в тени. Гладят шелковые вещи с изнанки, влажными.

Стирка трикотажа

Стирать трикотаж можно, желательно вручную в теплой воде, не тереть и не выкручивать. При стирке в горячей воде трикотажные изделия садятся и деформируются. А если их тереть, то на них появляются катышки. Не стоит их также замачивать. Если стирать в стиральной машине, то в режиме деликатной стирки. Сушить желательно в расправленном виде на махровом полотенце (чтобы оно впитывало влагу).

Гладить трикотаж можно по направлению петель при температуре, соответствующей составу волокон. Одежду из высококачественного шерстяного трикотажа лучше всего сдать в химчистку.

Стирка мембранных и водоотталкивающих тканей

Ткани такого типа требуют строго соблюдения инструкций по уходу и хранению. Небольшие загрязнения на мембранных тканях желательно замыть в теплой воде со специальными моющими средствами или обычным шампунем или жидким мылом. Сушить в расправленном виде при комнатной температуре на махровом полотенце. Гладить можно только со стороны подкладки минимально нагретым утюгом.

Одежду из водоотталкивающих тканей желательно стирать как можно реже, т. к. при стирке она теряет свои водозащитные свойства.

Детские порошки

В целом, измененная крылатая фраза: «Что наша жизнь? – Обман!» больше всего актуальна именно для средств, предназначенных для стирки детских вещей.

Специальная литература предостерегает родителей использовать для стирки вещей младенцев «взрослые» стиральные порошки, из-за наличия в них вредных для хрупкого детского организма веществ. К ним принадлежат: сода, химические и оптические отбеливатели – оставаясь после стирки на ткани, они вступают в контакт с детской кожей и могут вызвать аллергию.

Однако если просмотреть состав детских стиральных порошков, которые рекламируются производителями как «супернежные» и абсолютно безвредные для малышей, то в большинстве из них можно увидеть те же компоненты, что и во «взрослых» порошках (искл. порошки на основе детского мыла). Стирать детские вещи вручную хозяйственным мылом, как делают многие мамы, боясь химии, также не наилучший вариант, поскольку оно содержит вредную для детской кожи щелочь. А ручная стирка детским мылом не всегда эффективна.

Соли жесткости

Если вода жесткая, то она нехороша для стирки и мытья. Дело в том, что такая вода содержит повышенное количество солей кальция, магния, железа. Эти соли (гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды) принято называть солями жесткости. Соли жесткости, а точнее их катионы Ca2+, Mg2+, Fe3+ реагируют с анионами жирных кислот, входящими в состав мыла, и образуют малорастворимые соединения, такие как Ca(C17H35COO)2 и др. Эти осадки забивают поры ткани, делая ее грубой и неэластичной; она перестает пропускать воздух и влагу. Портится и внешний вид изделия: ткань приобретает серо-желтый оттенок, блекнут краски рисунка. Осевшие на ткани «известковые мыла» лишают ее прочности.

Ясно, что природную воду с солями жесткости надо «умягчать». Чтобы избавиться от примеси гидрокарбоната кальция в воде, следует добавить соду или щелочь или прокипятить жесткую воду. Происходящая между щелочными реагентами и кислой солью - гидрокарбонатом кальция химическая реакция приведет к осаждению карбоната кальция. При кипячении гидрокарбонат кальция разрушается, выделяя осадок карбоната кальция и углекислый газ: t

Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑ + H2O.

Ионы кальция и магния образуют с анионами тяжелых карбоновых кислот малорастворимые соли. Этот процесс можно выразить уравнениями:

Э Э Н Э

2 C15H31COONa+Ca(HCO3)2=Ca(C15H31COO)2↓+2NaHCO3

2 C15H31COO _ +2Na++Ca2+ +2HCO3_=Ca(C15H31COO)2↓+2Na+ +2HCO3_

Ca2++ 2C15H31COO _ = Ca( C15H31COO)2↓

Поэтому при стирке белья в жесткой воде, содержащей эти ионы, расход мыла повышается на 25. 30%. Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, забивают поры и потому делают ткань грубой, менее эластичной, с плохой воздухо- и влагопроницаемостью. Такие ткани приобретают сероватый оттенок, а окраска становится блеклой. Кроме того, осевшие на ткани известковые мыла приводят к снижению ее прочности. Это происходит потому, что анионы ненасыщенных карбоновых кислот при сушке тканей окисляются кислородом воздуха с образованием веществ пероксидного характера. Они же окисляют целлюлозу, из которой состоят ткани. Для устранения вредных последствий жесткой воды в мыла вводят натрийтрифосфат Na5P3O10. Анион P3O510– связывает ионы Ca2+ и Mg2+ в прочные, но растворимые в воде соединения. По существу они играют роль умягчителя воды. С этой же целью натрийтрифосфат и другие полифосфатные анионы добавляют и в стиральные порошки.

Эти способы подготовки и умягчения воды обязательно связаны с выделением осадка, по составу схожего с накипью внутри чайника, а это неудобно. Другое дело, если добавить в воду соль триполифосфат натрия. Анионы этой соли связывают катионы солей жесткости в прочные и хорошо растворимые в воде комплексы, и тем самым устраняется помеха стирке и мытью:

Э Э Э Э

2Na5Р3О10+5Ca(HCO3)2=Ca5(Р3О10)2+10NaHCO3

10Na+ + 2Р3О105_+5Ca2+ +10HCO3_=5Ca2+ +2Р3О105_+10Na+ +10HCO3_

Для связывания солей жесткости в состав CMC вводят специальные добавки – комплексообразователи: полифосфаты, трилон Б и другие соли. Преимущество порошков, в отличие от обычного мыла, заключается в том, что их кальциевые соли водорастворимы, а потому CMC не утрачивают моющее действие и в жесткой воде. При применении упомянутых компонентов белье после многократных стирок не сереет. Дело в том, что к потере белизны ткани приводят осевшие на ней соли жесткости, чьи кристаллы закрывают частицы оптического отбеливателя. При высоких значениях инкрустации ткань не только приобретает серый цвет, но и становится жесткой на ощупь, а также быстро изнашивается. С этой проблемой превосходно справляется основной комплексообразователь, применяемый в современных CMC, - триполифосфат натрия. Он образует комплексные соли с ионами кальция, предотвращая отложение осадка на ткани и на нагревательном элементе стиральной машины. Пожалуй, именно он наиболее эффективно способен бороться с инкрустацией. Кроме того, благодаря триполифосфату натрия порошки, предназначенные для использования в автоматических стиральных машинах, обретают свои основополагающие свойства: предотвращают отложения солей жесткости на нагревательных элементах и барабане стиральной машины, препятствуют перерасходу электроэнергии и поломкам.

Средства защиты от накипи

Соли жесткости, содержащиеся в водопроводной воде, образуют накипь на нагревательном элементе стиральной машины. Это приводит к увеличению расхода моющего средства (для получения хорошего результата) и электроэнергии, может стать причиной серьёзной поломки машины, а также негативно воздействует на белье – делают его более грубым и блеклым. При стирке необходимо нейтрализовать соли жесткости и предотвратить образование известкового налёта на деталях стиральной машины. Справиться с этой задачей могут фосфаты и другие компоненты, смягчающие воду и нейтрализующие соли кальция и магния. Тем самым фосфаты усиливают действие стирального порошка. Еще одно назначение фосфатов – обеспечение мягкости тканей после стирки. Фосфаты входят в состав практически любого порошка, следовательно, устранение жесткости воды происходит независимо от того, используете вы дополнительное средство или нет.

Устраняющие жесткость воды фосфаты содержатся сейчас почти во всех порошках. В последнее время фосфаты подвергаются атаке со стороны защитников природы, так как попадающие из канализации в водоемы фосфаты вызывают усиленное зарастание этих водоемов водорослями (эвтрофикацию). В нашем климате этот процесс можно во внимание не принимать, однако некоторые фирмы замещают часть фосфатов в порошках на так называемые цеолиты. Эти вещества после стирки частично остаются на ткани и делают ее более грубой («жесткий гриф»). Для стирки детского белья порошки с цеолитами использовать просто нельзя.

экологические проблемы, связанные с использованием смс

Фосфаты представляют собой большую угрозу для окружающей нас среды. Попадая после стирки вместе со сточными водами в водоемы, фосфаты принимаются действовать как удобрения. «Урожай» водорослей в водоемах начинает расти не по дням, а по часам. Водоросли, разлагаясь, выделяют в огромных количествах метан, аммиак, сероводород, которые уничтожают всё живое в воде. Зарастание водоемов и засорение медленнотекущих вод приводит к грубым нарушениям экосистем водоемов, ухудшению кислородного обмена в гидросфере и создают трудности в обеспечении населения питьевой водой. Еще и по этой причине во многих странах законодательно запретили применение фосфатных СМС.

Некоторые хлорсодержащие вещества используются в качестве отбеливающих добавок. В Северной Америке и Европе производится все больше чистящих средств, не содержащих хлора. Но альтернативные отбеливатели, хотя и меньшей степени, также приносят ущерб окружающей среде. Например, некоторые чистящие средства одновременно содержат пероксид водорода (H2O2) и буру (Na2B4O7∙10H2O). Производство этих химических соединений требует больших затрат энергии и сырья.

Чистящее средство не может быть использовано многократно. К сожалению, то же самое относится и к упаковке. Сотни миллионов коробок, флаконов, пакетов после использования превращаются в мусор, что приводит к скоплению огромных объектов отходов.

Влияние смс на живые организмы

Основные действующие вещества всех стиральных порошков - ПАВ, которые представляют собой чрезвычайно активные химические соединения. Обладая некоторым химическим родством с определенными компонентами мембран клеток человека и животных, ПАВ, при попадании в организм, скапливаются на клеточных мембранах, покрывая их поверхность тонким слоем и при определенной концентрации способны вызвать нарушения важнейших биохимических процессов, протекающих в них, нарушить функцию и саму целостность клетки.

В экспериментах на животных ученые установили, что ПАВ существенно изменяют интенсивность окислительно-восстановительных реакций, влияют на активность ряда важнейших ферментов, нарушают белковый, углеводный и жировой обмен. Особенно агрессивны в своих действиях анионные ПАВ. Они способны вызвать грубые нарушения иммунитета, развитие аллергии, поражение мозга, печени, почек, легких. Это одна из причин, по которым в странах Западной Европы наложены строгие ограничения на использование а-ПАВ (анионных ПАВ) в составах стиральных порошков. В лучшем случае их содержание не должно превышать 2-7%. На Западе уже более 25 лет назад отказались от применения в быту порошков, содержащих фосфатные добавки. На рынках Германии, Италии, Австрии, Голландии и Норвегии продаются только бесфосфатные моющие средства. В Германии применение фосфатных порошков запрещено Федеральным Законом. В других странах, таких как Франция, Великобритания, Испания, в соответствии с правительственными решениями содержание фосфатов в СМС строго регламентировано (не более 12%).

Наличие фосфатных добавок в порошках приводит к значительному усилению токсических свойств а-ПАВ. С одной стороны, эти добавки создают условия для более интенсивного проникновения а-ПАВ через неповрежденную кожу, способствуют усиленному обезжириванию кожных покровов, более активному разрушению клеточных мембран, резко снижают барьерную функцию кожи. ПАВ проникают в микрососуды кожи, всасываются в кровь и распространяются по организму. Это приводит к изменению физико-химических свойств самой крови и нарушению иммунитета. У а-ПАВ есть способность накапливаться в органах. Например, в мозге оседает 1,9% общего количества а-ПАВ, попавших на незащищенную кожу, в печени – 0,6% и т. д. Они действуют подобно ядам: в легких вызывают гиперемию, эмфизему, в печени повреждают функцию клеток, что приводит к увеличению холестерина и усиливают явления атеросклероза в сосудах сердца и мозга, нарушает передачу нервных импульсов в центральной и периферической нервной системах.

Концентрация водородных ионов (рН) и кислотно-щелочное равновесие кожи, а также ее способность нейтрализовать щелочь является важнейшим показателем ее функционального состояния. Особенно выраженное воздействие на рН кожи оказывают химические вещества, имеющие резко щелочную или кислотную среду рН. Щелочные мыла вызывают раздражение кожи. Щелочные моющие средства вызывают изменения рН кожи, не выходящие за пределы нормы; исходная величина рН кожи восстанавливается в течение нескольких часов.

Изменение рН кожи человека является предпосылкой для возникновения контактного дерматита. При 10-минутном воздействии на кожу дистиллированной водой и после мытья рук и мылом рН кожи возрастает с 5,7 до 6,4. Мытье рук с мылом в течение 20 мин истощает нейтрализационную способность кожи и ее реакция становится щелочной (рН 9,0). После мытья рук олеинсульфатом в течение 20-40 с рН кожи повышается с 6,0 до 6,8, исходная величина ее восстанавливается через 20-30 мин.

Таким образом, действия СМС на поверхность кожи зависит от рН растворов препаратов. Образцы имеющие кислый и нейтральный рН растворов, не изменяют рН поверхности кожи. Щелочные моющие средства вызывают сдвиг рН поверхности кожи.

Обезжиренная на 40% после мытья рук кожа возвращается к первоначальному состоянию через 30 минут. Регенерация жира и восстановлений рН на поверхности кожи рук совпадает во времени. СМС сильнее тормозят способность кожи регенерировать липиды, чем мыла.

По данным Hudson (1951), Szakall (1951), Scarpa (1960), Е. А. Ивлевой и сотрудников (1967-1969), О. И. Волощенко, И. А. Медяник, В. Н. Чекаль (1971-1973) величина рН поверхности кожи кистей и предплечий после 20-минутного мытья рук в растворе СМС повышалось на 1,0-1,7 ед. и восстанавливалась к исходному уровню через 1-1,5 часа после прекращения контакта с раствором СМС. Исключение составляли некоторые растворы СМС, вызывающие увеличение рН кожи рук на 2,5 или на 3,5-3,75 ед. Первоначальный уровень рН кожи рук иногда восстанавливался через 2,5-4 часа. При мытье рук хозяйственным мылом, величина рН кожи возрастала на 1,2-1,7 ед. и достигала исходного уровня через 2 часа. Известно, что после использования некоторых СМС может появиться чувство жжения, зуд, сухость кожи кистей рук.

Большинство растворов СМС при 20-минутном контакте с кожей рук снижает содержание общих липидов на ее поверхности на 25-40% по сравнению с исходным фоном, первоначальный уровень их восстанавливается через 3-4 часа. Некоторые СМС вызывают снижение количества липидов на поверхности кожи рук на 50-75%. Раздражающее действие этих СМС на кожу рук характеризуется более высокой степенью ее обезжиривания. В отдельных случаях исходный уровень содержания общих липидов на поверхности кожи после их мытья в растворах СМС восстанавливался после 5-6 часов.

СМС вызывают более резкое обезжиривание кожи и регенерация липидов на ее поверхности происходит значительно медленнее, чем восстановление активной реакции кожи, т. е. наступает в разное время. В целях профилактики дерматитов концентрации рабочих моющих средств должны быть не выше 9. После контакта с растворами СМС необходимо применять крем для рук.

Существуют отдельные предположения о том, что одним из механизмов действия СМС на кожу являет обезжиривающее их влияние и денатурация ее белков. Подтверждением последнего считают повышение содержания SH-групп в растворах СМС после мытья рук или волос. После инкубации препаратов эпидермиса кожи человека в растворах различных детергентов (в течение 2-4 часов), наибольшая степень денатурации белков развивалась под влиянием катионных ПАВ, минимальная – неионогенных ПАВ.

Доказано, что раздражающее действие СМС на кожу человека обусловлено их высокой щелочностью, а также наличием некоторых функциональных групп.

Степень обезжиривания кожи под влиянием СМС или отдельных анионных и неионогенных ПАВ является первопричиной дерматитов, возникающих у лиц с повышенной чувствительностью кожи к действию химических веществ. При этом большое значение имеет время регенерации липидов и восстановление активной реакции (рН) кожи после контакта рук с растворами СМС или ПАВ (для рН – 1,2 ч, для липидов – 3-4 ч).

Наряду с обезжириванием кожи под влиянием, главным образом ПАВ, входящих в состав СМС, происходят денатурационные изменения белков покровов кожи, что свидетельствует о действии ПАВ на структурные и функциональные элементы кожи. Очевидно, ПАВ взаимодействуют с белковой молекулой, при этом высвобождаются свободные функциональные группы, с которыми вступают в связь новые молекулы ПАВ, образуя сложные комплексы.

Способность белков кожи претерпевать обратимые предденатурационные изменения после воздействия СМС является основой восстановления исходного функционального состояния кожи. Малообратимые выраженные сдвиги денатурационных изменений белковой молекулы, по-видимому, могут быть причиной развития дерматитов. В этом случае наблюдается повышение величины рН и уменьшение количества липидов на поверхности кожи рук после контакта с растворами СМС.

Мелкие частички порошков, содержащие ПАВ, ферменты (протеазы), отдушки, вызывают катаральные изменения верхних дыхательных путей, раздражение кожи, аллергические реакции. Растворенные в воде натриевые соли слабых кислот имеют щелочную реакцию.

Так, например, жировое мыло в моющем растворе, вследствие гидролиза, создает слабую, но все же щелочную среду.

C15H31COONa ↔ C15H31COO- + Na+

H2O ↔ H+ + OH-

C15H31COО _ + Na+ + H2O ↔ C15H31COOH↓ + Na+ + OH _

C15H31COONa + H2O ↔ C15H31COOH↓ + NaOH

Если допустить, что массовая доля мыла в растворе составляет 0,5%, то можно рассчитать рН этого раствора мыла.

Дано: Решение:

ω(C15H31COONa)=0,5% Для нахождения рН понадобится предварительно рассчитать степень гидролиза (h) и константу гидролиза (КГ) мыла. Константа гидролиза в нашем случае связана с константой диссоциации воды соотношением рН - ?

КГ = КW/Ккислотности

Если допустить, что раствор мыла приготовлен при стандартных условиях (t=250C), то из справочных данных, следует, что КW = 1,0∙10-14, а Ккислотности(C15H31COOН) = 1,44∙10-6.

Тогда КГ(C15H31COONa) = 0,69∙10-8.

Как известно, константа гидролиза связана со степенью гидролиза соотношением (закон разбавления): КГ = h2∙CМ.

Рассчитаем молярную концентрацию 0,5% раствора мыла. Для этого допустим, что m(р-ра мыла) = 100 г, а ρ(р-ра мыла) ≈ 1 г/мл.

m(C15H31COONa) = 0,5 г,тогда υ(C15H31COONa) = 1,79∙10-3моль и

С(C15H31COONa) = 1,79∙10-2моль/л.

Тогда h = (КГ/СМ)1/2 = 0,62∙10-3.

СМ (C15H31COONa) ∙ h(С15Н31СООNa) = С(NaOH) = [OH-], а значит рОН = - lg[OH-] = 4,95 и рН = 14 - рОН = 9,05.

Поэтому их водные растворы раздражают слизистые оболочки и кожу. При случайном заглатывании порошка нужно срочно обратиться за квалифицированной помощью к врачу. В качестве первой помощи можно использовать активированный уголь. При промывании желудка нужно следить за тем, чтобы пена не попала в дыхательные пути. При попадании на кожу кипящего раствора СМС поврежденное место обработать как при ожоге.

Наиболее убедительные данные о действии ПАВ на цитоплазматическую мембрану клеток получены при исследовании бактерицидных свойств этих веществ. Обнаружено, что ионные ПАВ при адсорбции на поверхности бактерий изменяют ее заряд; катионные соединения уменьшают отрицательный заряд и даже изменяет его на положительный, анионные ПАВ увеличивают отрицательный заряд или не влияют на него.

Воздействие ПАВ на организм животного ведет к появлению гиперхолестеринемии. Этот процесс развивается в результате нарушения функции печени. Наибольшее количество холестерина содержится в мембранах эритроцитов, миелиновых оболочках нервов и эпителия кишечника, где отношение холестерина к фосфолипидам 1:1. В тех органах, плазматические мембраны которых содержат наибольшее количество холестерина, чувствительность к воздействию ПАВ самая высокая.

Анализируя механизм действия ПАВ на организм животного, можно предположить, что наиболее интенсивно они влияют на липиды, и в первую очередь на холестериновые компоненты мембран. Не исключено, что первичное повышение уровня липидов в крови связано с извлечением соответствующих компонентов из мембран под действием ПАВ и холестеринемия возникает за счет мембранных ресурсов холестерина. В случае введения ПАВ перорально или нанесения на кожу холестеринемия может быть выражена крайне слабо. В присутствии холестерина происходит более плотная упаковка липидных компонентов мембран, что уменьшает проницаемость подвижных химических веществ.

Средства, предназначенные для стирки белья, не следует применять для мытья посуды, так как эти препараты плохо отмываются и частично могут попасть в желудок; нельзя применять большую дозу или концентрацию, чем указано на упаковке, - это может вызвать аллергическое заболевание; не рекомендуется пользоваться одним и тем же стиральным средством продолжительное время. Оно вызывает ощущение заложенности и зуда в носу, чихания, обильные слизистые выделения из носа, першение в горле, сухой кашель, резь в глазах, слезотечение. Эти явления исчезают в течение 15-30 минут. Но через несколько часов у большинства людей появляется кожный зуд, крапивница. В более тяжелых случаях (обычно на следующие сутки) отмечается затрудненное дыхание, осиплость голоса, удушье, некоторое повышение температуры. Заболевание может длиться 5-15 дней. В таких случаях нужно находиться в контакте с СМС меньшее время или пользоваться порошками других марок или мылом.

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

Образцы стирального порошка; химические стаканы; пробирки; весы; вода дистиллированная; мерные цилиндры на 50 мл и 250 мл; бюретка на 25 мл; штатив; пипетки на 5 мл и 25 мл; стеклянная трубка для взбивания пены; уголь активированный; универсальная индикаторная бумага; штангенциркуль; 0,095 М раствор соляной кислоты (HCl); пестик и ступка; фильтровальная бумага; химические воронки; стеклянные трубочки; конические колбочки для титрования; термометр; водопроводная вода; делительная воронка; секундомер; чайник электрический.

ПРОВЕДЕНИЕ СОЦИОЛОГИЧЕСКОГО ОПРОСА

Для проведения школьного социологического опроса была составлена анкета. Анкетируемым учащимся было предложено ответить на следующие вопросы:

1. Какую стирку предпочитают в Вашей семье?

2. Сколько видов порошка используют в Вашей семье?

3. Используете ли Вы специальные порошки для стирки цветного белья?

4. Используете ли Вы специальные порошки для стирки светлого белья?

5. Используете ли Вы специальные отбеливатели (кондиционеры) для стирки белья?

6. Что Вы ими стираете?

Ручная стирка

7. Какой порошок Вы используете при ручной стирке?

8. Почему Вы выбираете именно этот порошок?

9. Постоянно ли Вы пользуетесь этим порошком для ручной стирки?

10. Ощущаете ли Вы негативное воздействие на кожу Ваших рук после использования этого порошка?

Стирка в машине-автомат

11. Используете ли Вы перед основной стиркой предварительное замачивание, застирывание и т. д. ?

12. Каким порошком вы пользуетесь для этой стирки?

13. Почему вас привлекает именно этот порошок?

14. Постоянно ли вы используете этот порошок?

15. Используете ли вы специальные средства для устранения жесткости воды?

16. Считаете ли вы специальные средства для устранения жесткости воды эффективными?

ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТИРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ

Для проведения анализа были выбраны образцы стиральных порошков, указанные в анкете учащихся: «Taid» для ручной стирки и «Taid» автомат (т. е. предназначенный для использования в стиральной машине-автомат). Анализ проводился по следующим показателям:

✓ эмульгирующая способность;

✓ суспензирующая способность;

✓ очищающая способность;

✓ пенообразование и др.

рН РАСТВОРОВ СТИРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ

Для определения рН раствора стирального порошка использовали универсальную индикаторную бумагу. Для этого готовили 3% по массе раствор, выдерживали 2-3 минуты и определяли значение рН.

Результаты определения рН растворов анализируемых стиральных порошков

(1,5 г стирального порошка + 48,5 г дистиллированной воды)

Названия средств Taid для ручной стирки Taid для машины-автомат рН ≈10 ≈10

Вывод: рН растворов стиральных порошков приблизительно равен 10 (щелочная среда).

УСТОЙЧИВОСТЬ ПЕНЫ В ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ,

ХОЛОДНОЙ И ГОРЯЧЕЙ ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЕ

Для проведения экспериментов приготовили 2% по массе растворы стиральных порошков. Первый опыт проводили в дистиллированной воде. Налили в стеклянную трубку раствор и взбалтывали в течение 1 мин 30 с, измеряли высоту столба пены через 1, 2, 3 и 4 минуты соответственно. Второй и третий опыт проводился подобно первому, но в холодной и горячей водопроводной воде.

Результаты определения устойчивости пены анализируемых стиральных порошков в дистиллированной воде

Название порошка h (max), см h через 1 мин, см h через 2 мин, см h через 3 мин, см h через 4 мин, см Устойчивость пены, %

«Taid» для ручной стирки 16 14 12 12 11 68,6

«Taid» для машины-автомат3,5 2,8 2,5 2,3 1,5 42,9

Результаты определения устойчивости пены анализируемых стиральных порошков в жесткой воде

Название порошка h (max), см h через 1 мин, см h через 2 мин, см h через 3 мин, см h через 4 мин, см Устойчивость пены, %

«Taid» для ручной стирки 16 13,5 12,5 12,2 12 75

«Taid» для машины-автомат6 4,5 3,5 2,5 2,3 38,3

Результаты определения устойчивости пены анализируемых стиральных порошков в горячей воде

Название порошка h (max), см h через 1 мин, см h через 2 мин, см h через 3 мин, см h через 4 мин, см Устойчивость пены, %

«Taid» для ручной стирки 14,5 11,5 11 10,5 10,5 72,4

«Taid» для машины-автомат 8 5,5 3,8 3 2,7 33,6

Графическое представление результатов для каждого из анализируемых стиральных порошков приведено на рис. 22-24 (сплошной линией показаны значения порошка «Taid» для ручной стирки, а пунктиром – «Taid» для машины-автомат). В общем виде значения устойчивости пены.

Вывод: устойчивость пены в дистиллированной воде в среднем составила 56%, в холодной жесткой воде – 53%, а жесткой горячей воде – 57%; наибольшей пенообразующей способностью обладает «Taid» для ручной стирки.

СУСПЕНЗИРУЮЩАЯ И ЭМУЛЬГИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ

Для определения суспензирующей способности стирального порошка готовили его 2% по массе водный раствор. В химические стаканы помещали приготовленные раствор и 0,5г сажи (активированный уголь); взбалтывали в течение 20 секунд. Далее проводили фильтрование. После высушивания фильтр с избыточным углем взвешивали и определяли массу не подвергшегося суспензированию угля (m1). Для более точных расчетов проводили холостой опыт (m2). Массу угля, не перешедшего в «раствор», вычисляли по формуле: m (угля) = m1 – m2.

Результаты определения суспензирующей способности анализируемых стиральных порошков

Название средства m(угля), не перешедшего в «раствор», г ω(угля), перешедшего в раствор, %

«Taid» для ручной стирки 0,329 34,2

«Taid» для машины-автомат 0,346 30,8

Графическое представление результатов определения суспензирующей способности анализируемых стиральных порошков приведено на рис. 26.

Вывод: наибольшей суспензирующей способностью обладает 2% раствор стирального порошка «Taid» для ручной стирки; наименьшей – «Taid» для машины-автомат.

Для определения эмульгирующей способности анализируемых порошков в 2 пробирки поместили свежеприготовленный 50 мл 2% раствора порошка и 6 мл подсолнечного масла. Перемешивали масло и раствор СМС в течение 1 минуты. Провели отстаивание смеси (1 сутки). С помощью штангенциркуля измерили высоту столба масла и его диаметр (масло, которое не подверглось эмульгированию*). Результаты изучения эмульгирующих свойств СМС.

Результаты определения эмульгирующей способности анализируемых стиральных порошков

Название средства V (масла), не подвергшегося эмульгированию, см3( (масла), перешедшего в раствор СМС, %

«Taid» для ручной стирки 2,4 59,8

«Taid» для машины-автомат 2,8 53,1

Вывод: наибольшей эмульгирующей способностью обладает 2% раствор стирального порошка «Taid» для ручной стирки; наименьшей – «Taid» для машины-автомат.

ИЗУЧЕНИЕ ОЧИЩАЮЩИХ СПОСОБНОСТЕЙ СТИРАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ

Для определения очищающих свойств стиральных порошков была проведена имитация стирки. Для этого был приготовлен 2% раствор стирального порошка. На образцы хлопчатобумажной ткани были нанесены загрязнители четырех видов: кетчуп, черничное варенье, растворенный кофе и черный чай. В раствор СМС по очереди помещали образцы загрязненных тканей и с помощью магнитной мешалки проводилась имитация стирки. После полоскания в холодной воде образцы ткани высушивали.

Загрязнение «Taid» для ручной стирки «Taid» для машины-автомат

Черничное варенье 2 2

Кетчуп 3 3

Кофе 3 3

Чай 5 4

Средний балл 3,3 3,0

Вывод: можно сделать вывод, что наибольшей очищающей способностью обладает «Taid» для ручной стирки, а наименьшей - «Taid» для машины-автомат.

Поверхностно активные вещества – ПАВ - основа всех моющих средств: шампуней, жидкого мыла, гелей для душа, пены для ванн. Уже сегодня мировое потребление косметических ПАВ достигает 3,5 кг на душу населения в год, их рынок постоянно растет. К этим веществам предъявляются особые требования – ведь они отвечают за потребительские свойства моющих средств. Синтетические моющие средства практически не подвержены естественным процессам разложения, поэтому способны накапливаться в окружающей среде, нанося немалый вред природе.

В новые рецептуры СМС необходимо включать такие бинарные, тройные и другие смеси ПАВ, которые бы, придавая СМС высокую моющую способность, не вызывали резкого обезжиривания кожи и денатурации белков ее покровов, а также незначительно изменяли физиологические, биохимические и биофизические процессы, протекающие в коже. После работы с такими СМС функции кожи будут восстанавливаться в кротчайшие сроки.

На основе проделанной работы можно сделать следующие выводы:

➢ составлен литературный обзор по теоретическим вопросам темы исследования;

➢ проведен социологический опрос среди учащихся средней школы №43 г. Твери; установлено, что:

✓ 72% респондентов используют для стирки белья машину-автомат;

✓ наибольшим спросом среди предоставленных на рынке средств пользуется стиральный порошок «Taid»;

✓ некоторые из потребителей используют для стирки белья различные отбеливатели, кондиционеры и специальные порошки;

➢ исследованы основные физико-химические свойства стиральных порошков (эмульгирующая и суспензирующая способности, пенообразование и др. );

➢ определено, что в условиях проведения эксперимента, порошок «Taid» для ручной стирки лучше, чем порошок для машины-автомат.

Планируется продолжить работу и в дальнейшем:

➢ сравнить очищающие способности СМС с мылами на жировой основе;

➢ сравнить различные виды стиральных порошков по пенооборазованию;

➢ выявить зависимость пенообразования от жесткости воды;

➢ определить, какие из стиральных порошков обладают отбеливающими свойствами;

➢ определить порог растворимости СМС, сопоставить полученные результаты с данными на упаковке;

➢ изучить влияние стирального порошка на белок;

➢ определить поверхностное натяжение раствора стирального порошка.