Анализ ассортимента и потребительские свойства синтетических моющих средств

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Потребительские свойства синтетических моющих средств

 
 

     В современных синтетических моющих средствах используют ПАВ, которые имеют степень биоразложения не менее 90 %: алкилсульфонаты R- – натриевые соли сульфокислот жирного ряда; алкансульфонаты (R – алкил С11 – С18) с высокой моющей способностью и высокой биоразлагаемостью (до 99 %); олефинсульфонаты (R – алкил С10 – С14) обладают хорошим моющим действием, в т.ч. в жёсткой воде; гидроксиолефинсульфонаты (R – алкил. С10 – С14) и др.

     Алкилсульфаты R – 0S03Na – натриевые соли сернокислых эфиров высших животных спиртов (R-алкил С11-С17). Сульфаты оксиэтилированных жирных спиртов обладают высоким моющим действием и 100 % биоразлагаемостью. Алкилсульфаты и алкилсульфонаты относятся к классу анионактивных ПАВ.

     Из  катионактивных ПАВ практическое применение имеют четвертичные аммониевые соединения с различными функциональными группами в гидрофобной цели. Катионактивные ПАВ используют как ингибиторы коррозии (для защиты стиральных машин), антистатики, эмульгаторы; они обладают также и дезинфицирующим действием. В сочетании с неионогенными ПАВ они находят применение в моющих средствах с бактерицидным действием.

     Для усиления действия ПАВ в синтетические моющие средства вводят щелочные соли – карбонат и силикат натрия. При гидролизе они создают щелочную среду, что смягчает воду. Кроме того, анионоактивные ПАВ проявляют своё действие только в щелочной среде. Щелочные электролиты вводят в состав синтетических моющих средств для хлопчатобумажных и льняных тканей. Силикат натрия замедляет коррозию металлических частей стиральных машин, усиливает антирезорбиционную способность и уменьшает гигроскопичность порошкообразных синтетических моющих средств.

     В синтетические моющие средства вводят нейтральные соли – сульфат и фосфат натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность синтетических моющих средств, он входит во все виды синтетических моющих средств. Моющие средства содержат также до 30 % фосфорных солей – тринатрийфосфатов и полифосфатов для снижения щелочности моющих растворов до рН ≈ 7. Это необходимо для действия таких добавок как ферменты. Действие фосфатов заключается в том, что они устраняют налёт на тканях, образованный малорастворимыми соединениями, снижают зольность тканей. Полифосфаты усиливают действие ПАВ. Фосфаты имеют, однако, недостаток – загрязняют сточные воды.

     В состав синтетических моющих средств для льняных тканей вводят карбоксиметилцеллюлозу (натриевая соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты). Она предотвращает повторное осаждение загрязнений на поверхность хлопчатобумажных тканей. Для предотвращения резорбции грязи на шерстяных и шёлковых тканях в синтетические моющие средства добавляют поливинилпирролидон.

     Моющая  способность современных синтетических моющих средств не определяется количеством пены, образующейся при стирке, поскольку существуют низкопенные ПАВ, обладающие высокой отстирывающей способностью. Большое количество пены – это традиция ручной стирки. Для синтетических моющих средств ручной стирки пенообразующая способность обеспечивается введением стабилизаторов пены (алкилоламиды).

     Для сохранения белизны изделий белого цвета, в состав синтетических моющих средств вводят химические и физические (оптические) отбеливатели. Из химических отбеливателей, которые используют в синтетических моющих средствах для льняных и хлопчатобумажных тканей, обычно применяют соли перекисных кислот (персоли), например, перборат натрия. При температуре моющего раствора свыше 60 °С это вещество гидролизуется, выделяя атомарный кислород, который и является отбеливающим и дезинфицирующим агентом. Химические отбеливатели – сильные окислители, они разрушают ткани при длительном и многократном воздействии. Для защиты волокон от разрушения, в синтетические моющие средства добавляют силикат натрия. В последнее время найдены способы активации перекисных солей при более низких температурах моющего раствора.

     Для тканей из смешанных волокон, синтетических и натуральных белковых тканей – шерсти и шёлка до повышения белизны и устранения жёлтого оттенка белых тканей, применяют оптические отбеливатели – бесцветные флуоресцирующие органические соединения, которые адсорбируются из раствора. Оптические отбеливатели обладают способностью поглощать невидимые ультрафиолетовые лучи солнечного света (300 – 400 нм) и преобразовывать их в видимые лучи голубой части отражённого света с большей длиной волны (400 – 500 нм), предавая тканям голубизну; при искусственном освещении эффект оптического отбеливания не проявляется.

     Современные синтетические моющие средства содержат специальные биодобавки для удаления загрязнений жирового происхождения и белковых веществ, содержащих протеин (следы крови, яичного белка, молока) – ферменты (энзимы). Протеолитические ферменты (протеазы) осуществляют ферментативный гидролиз полипептидных групп в крупных белковых молекулах и разрушает их до небольших аминокислотных остатков, которые легко удаляются с волокон при стирке. Моющие средства, содержащие протеазы, нельзя использовать для стирки изделий из натуральных шёлка и шерсти, поскольку они также имеют белковую природу. Амилазы – ферменты, гидролизирующие углеводы, липазы – ферменты, способствующие разрушению жировых загрязнений. Эффективность моющих средств с ферментами зависит от температуры моющего раствора и рН среды.

     В состав синтетических моющих средств для стирки синтетических волокон иногда дополнительно вводят антистатики, которые снимают заряды статического электричества. В качестве антистатиков обычно используют неионогенные и катионоактивные ПАВ.

     Неприятный  запах порошкообразных синтетических моющих средств, особенно содержащих ферменты, устраняется введением отдушек. В качестве дезинфицирующих добавок чаще всего применяют вещества (или ПАВ), обладающие фунгицидным (противогрибковым), бактерицидным или бактериостатическим действием.

     Применение  красителей в составе синтетических моющих средств основано на оптическом эффекте, поскольку красители адсорбируются на поверхности тканей без химического воздействия на ткань. Для этой цели используют ультрамарин, индиго, синтетические органические пигменты. При этом ткань приобретает большую белизну и яркость за счёт голубого оттенка.

     Определённое  влияние на потребительские свойства синтетических моющих средств оказывают особенности их производства. Технология изготовления синтетических моющих средств включает приготовление композиций, сушку, фасовку и упаковку.

     Приготовление композиции заключается в смешивании ПАВ с полезными добавками. Затем раствор фильтруют и пропускают через коллоидную мельницу для придания однородности. При распылении раствора в сушильной башне под давлением 30 – 50 ат. и температуре 250 – 350 °С происходит сушка – порошки получают в гранулированном виде. Для производства моющих средств применяют метод кристаллизации: распылительные установки работают при низкой температуре в сушильной башне.

     Основную  массу порошковых синтетических моющих средств у нас в стране и за рубежом производят методом высокотемпературной распылительной сушки, обеспечивающим получение гранулированного продукта высокого качества. Однако этот метод отличается энергоёмкостью, возможностью разложения триполифосфата натрия, большим расходом упаковочного материала, загрязнением окружающей среды пылью синтетических моющих средств из отработавшего воздуха.

     Кроме небашенного способа производства порошковых моющих средств существуют также: сухое смешение исходных компонентов в смесителях (образующийся продукт, однако, содержит значительное количество пылевидной фракции), напыление жидких компонентов на сухую основу, находящуюся во взвешенном состоянии (может быть получен гранулированный продукт, по качественным показателям не уступающий продукту распылительной сушки, но при меньших затратах).

     Наряду  с порошковыми моющими средствами выпускают жидкие, которые лучше  растворяются в воде, легко дозируются, их производство менее затратно.

     Качество  вырабатываемой продукции прямо  зависит от повышения чистоты  применяемого сырья – улучшение  цвета, уменьшения содержания примесей; расширение производства полезных добавок и повышения их качества, совершенствования технологии производства синтетических моющих средств. Новые экологические требования привели к созданию технологий, альтернативных башенной, таблетирование, экструзия, гранулирование, англомерирование в «кипящем» моющем средстве и т.д. получаемая при этом продукция больше соответствует новым типам стиральных машин, не содержит наполнителя, требует меньше упаковочного материала.

     Порошковые  синтетические моющие средства массой от 200 до 500 г для бытового потребления фасуются в основном в картонные пачки вместимостью по 1100 см³. Кроме того, используется так называемая экономичная упаковка по 1; 3 и 5 кг. Чем крупнее упаковка, тем меньше стоимость единицы массы.

     Жидкие  и пастообразные моющие средства фасуют в основном в полимерную тару – флаконы, банки, тубы и др.

     Для гигиенической характеристики синтетических моющих средств очень важно установить степень биологической разрушаемости ПАВ. Это имеет особенное значение для сохранения чистоты водоемов, так как поступающие в них химические вещества отрицательно влияют на процессы естественного самоочищения воды и водные организмы. В настоящее время считают, что моющие средства могут быть применяемы в быту в том случае, если они разлагаются в водоемах не менее чем на 80 %.

     Наиболее  быстро и полно разрушаются в  водоемах алкилсульфаты и сульфаты эфиров, медленнее – сульфонол  НП-1. Сульфонол НП-1 распадается только на 38%; сульфонол НП-3 – на 76%. Фосфаты легко подвергаются биологическому разрушению. Однако содержание их в составе синтетических моющих средствах и их накопление в сточных водах приводит к усиленному росту водорослей. Поэтому в ряде стран (Канада, США) уменьшено производство моющих средств, содержащих фосфаты. Перспективного заменителя для них еще не найдено и, поскольку причиной усиленного роста водорослей являются не только фосфаты, а и другие соединения, фосфаты еще не выведены из состава моющих.

     Интенсивность распада ПАВ анионного типа зависит  от длины и степени разветвления алкильной группы. При сильном ее разветвлении процессы биохимического окисления ПАВ заторможены. Особенно сложен процесс расщепления алкилбензолсульфоната разветвленного строения. Биологическая разрушаемость неионоген-ных веществ зависит от природы гидрофобной части ее структуры, присоединенного количества окиси этилена. Предельно допустимая концентрация ПАВ в воде водоемов не должна превышать для анионных веществ 0,5 мг/л, для неионогенных – 0,05–0,1 мг/л.

     Биологическое разрушение синтетических моющих средств протекает летом быстрее, чем зимой. ПАВ при температуре 0 – 5° С биологически не разрушаются, а при 35° С быстро утилизируются микроорганизмами.

     Срок  биологического разрушения моющих средств значительно удлиняется и скорость реакции замедляется при повышенной концентрации моющего вещества.

     За рубежом в последнее время пользуются широким спросом у населения моющие средства, в состав которых входят ферменты. Они обладают высокой моющей способностью и оказывают бактерицидное действие. Однако влияние этих средств на организм человека изучено еще недостаточно.

     Токсикологическая лаборатория фирмы Хенкель подтвердила, что в процессе клинических наблюдений у 11 тыс. женщин, применяющих для  стирки белья синтетические моющие средства с энзимами, не обнаружено раздражения кожи кистей и предплечий рук. Аналогичные результаты получены во время наблюдений за состоянием здоровья домашних хозяек, пользовавшихся энзимосодержащими моющими препаратами от 2 недель до 3 месяцев. Пеленки, выстиранные в растворах этих же средств, не вызывали изменений кожи младенцев. В то же время у мужчин, занятых физическим трудом, носивших рубахи, выстиранные в растворах синтетических моющих средств с ферментами, наблюдалось покраснение участков кожи.

     В Швеции было опубликовано обращение о прекращении производства и потребления моющих средств с энзимами, так как они опасны для здоровья. Федеральная торговая палата США и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов исследовали токсичность СМС с энзимами в связи с поступлением сведений о заболеваниях астмой и дерматитами среди рабочих и аллергической реакции у применяющих эти средства.

     Результаты  исследований показали, что моющие средства, в состав которых входят энзимы, полученные даже из безвредных бактерий, и активные добавки, могут оказать вредное действие на человека. По нашему мнению, такое отрицательное влияние обусловлено не самим энзимом, а скорее ПАВ и другими компонентами, входящими в состав рецептуры моющего средства и их сочетанием с энзимом.

     В Англии заболевания рабочих астмой наблюдаются на производстве во время  распыления энзимов, а также готовой  продукции энзимосодержащих синтетических моющих средств. Опасность можно значительно уменьшить, используя различные технические устройства при распылении энзимов и готовых форм моющих средств, а также обычные медицинские средства для предупреждения признаков дерматита.