Старт в науке. Синтетические моющие средства: классификация и назначение

Введение

1 Характеристика сырья и материалов

2 Техническое описание образца

3 Описание технологического процесса

4 Контроль готовой продукции

5 Хранение и упаковывание готовой продукции

6 Область применения

Заключение

Список использованных источников

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

Синтетические моющие средства (СМС) – это жидкие, пастообразные и порошкообразные вещества, которые содержат поверхностно-активные вещества, а также другие органические и неорганические вещества, повышающие эффективность поверхностно-активных веществ.

Основное назначение моющих средств – удаление загрязнений с различных поверхностей. Загрязнения прочно удерживаются на них за счет физико-химических сил, не смачиваются водой и поэтому практически ею не смываются. Чтобы перевести загрязнения в раствор, следует сделать их гидрофильными (смачивающимися). Молекулы моющих веществ, адсорбируясь на грязевой частице, «притягивают» ее к воде, отрывают от поверхности препятствуют обратному прилипанию и слипанию частиц между собой. Таким образом, частицы переходят в раствор. Так как раствор поверхностно-активных веществ лучше смачивает поверхности, он проникает в мельчайшие поры и разрушает крупные частицы загрязнений.

Жировые мыла обладают некоторыми недостатками. Моющее действие их проявляется лишь в щелочной среде, с кальциевыми и магниевыми солями, содержащимися в жесткой воде, они образуют липкие нерастворимые соли, оседающие на ткани и загрязняющие их. Щелочи, содержащиеся в мыле, ослабляют прочность шерстяных и шелковых тканей, а также тканей из полиэфирных волокон, особенно при повышенной температуре, а также могут изменять окраску тканей. Кроме того, жировое сырье для мыл является дефицитным пищевым продуктом. Все это обусловливает актуальность развития производства и применения синтетических моющих средств, которые обладают следующими преимуществами:

1. Производство СМС основано на дешевой сырьевой базе – продуктах переработки нефти и газа. Расчеты показывают, что затраты на выработку СМС составляют не более 65-7О% от затрат на выработку 47%-ного хозяйственного мыла. Осуществление широкой программы производства синтетических моющих средств дает возможность высвободить большое количество пищевых жиров.

2. Синтетические моющие средства не взаимодействуют с солями жесткой воды или при взаимодействии дают легко удаляющиеся с ткани соединения. Многие из СМС одинаково хорошо моют в мягкой, жесткой, а некоторые даже в морской воде.

3. Синтетические моющие вещества в зависимости от их состава могут хорошо отмывать ткани не только в щелочной среде, но и в нейтральной, и в кислой.

4. СМС проявляют моющее действие не только в горячей воде, но и в воде сравнительно низкой температуры, что очень важно при стирке изделий из химических волокон и т.д.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И МАТЕРИАЛОВ

Все синтетические моющие средства являются органическими соединениями. Они имеют односторонне расположенную углеводородную цепь и группу, участвующую в реакциях.

Основной составной частью СМС являются органические поверхностно-активные вещества, обладающие смачивающей, эмульгирующей, пептизирующей и пенообразующей способностью. Совокупность этих свойств обусловливает их моющее действие. ПАВ, используемые для производства СМС, разделяются на ионогенные, диссоциирующие в водных растворах на ионы, и неионогенные. Наиболее распространены анионоактивные вещества (алкилсульфаты, алкилсульфонаты и алкиларилсульфонаты), которые распадаются в водных растворах на анионы (более крупные отрицательно заряженные частицы) и катионы (мелкие положительно заряженные ионы, как правило, натрия или калия). Большие по размеру анионы обеспечивают поверхностно-активные свойства. Все анионоактивные ПАВ представляют собой кристаллические вещества, растворимые в воде. Содержание их в СМС составляет от 10 до 40%.

Разработаны также новые синтетические поверхностно-активные вещества амфотерного характера. Они перспективны для производства моющих средств, но пока дороги и еще очень мало распространены.

Для усиления моющего эффекта поверхностно-активных веществ в состав синтетических моющих средств вводят щелочные и нейтральные электролиты, алкилоламиды, карбоксиметилцеллюлозу и др. Полезными добавками являются отбеливающие вещества (перекисные соли, оптические отбеливатели). В отдельные виды СМС вводят антистатики, энзимы, подкрахмаливающие вещества и пр.

В современных СМС используют поверхностно-активные вещества, которые имеют степень биоразложения не менее 90%: алкилсульфонаты,

алкансульфонаты с высокой моющей способностью и высокой биоразлагаемостью, олефинсульфонаты, обладающие хорошим моющим действием, в том числе в жесткой воде, что особенно важно для бесфосфатных моющих средств, и др.

Алкилсульфаты в зависимости от строения молекул делят на первичные и вторичные. Первичные сульфаты представляют собой продукты переработки природных жирных кислот; вторичные сульфаты - продукты переработки нефти.

Алкилсульфонаты представляют собой натриевые соли сульфокислот жирного ряда. Основным исходным сырьем для их получения являются парафиновые углеводороды нефти. Алкилсульфонаты применяют преимущественно в смеси с другими моющими веществами, так как они обладают меньшей моющей способностью, чем алкилсульфаты.

Алкиларилсульфонаты - натриевые соли алкиларилсульфокислот, получаемых сульфированием алкилированного бензола. Исходным сырьем для них служат керосиновые фракции нефти. Серьезным недостатком всех бензольных производных моющих веществ является их трудная биоусвояемость.

Более половины всех СМС изготовляют на основе алкиларилсульфонатов.

Электролиты улучшают эффект стирки и усиливают поверхностную активность моющих средств. Они разрушают жировые загрязнения, смягчают воду и улучшают моющее действие синтетических моющих средств, благодаря чему уменьшается их расход. В порошки, предназначенные для стирки хлопчатобумажных и льняных изделий,добавляют в большом количестве соду и полифосфат натрия, для стирки шерстяных и шелковых тканей- нейтральные электролиты (сульфат натрия и др.). В порошки универсального назначения добавляют полифосфаты с целью создания оптимальной щелочной среды. Однако эти добавки разрушают и белковые вещества (шерсть, шелк), вредно влияют на окружающую среду. Их постепенно заменяют на нейтральные добавки – цеолиты.

Алкилоламиды являются стабилизаторами пены, их вводят в СМС в количестве 1-3%. Они существенно повышают эффективность синтетических моющих средств, усиливая устойчивость пены, суспензируя загрязнения и предотвращая их осаждение на ткани. Введение их в состав моющих средств снижает содержание активного моющего вещества. Их не применяют, однако, для СМС, предназначенных для стирки в стиральных машинах, в которых сильное пенообразование затрудняет их функционирование.

В СМС вводят также нейтральные соли- сульфат и фосфат натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность моющих средств, ор входит во все виды СМС. Моющие средства содержат также до 30% фосфорных солей - тринатрийфосфатов и полифосфатов для снижения щелочности моющих растворов до рН=7.

В состав СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей вводят карбоксиметилцеллюлозу (натриевая соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты). Она предотвращает повторное осаждение загрязнений на поверхность хлопчатобумажных тканей. Для предотвращения ресорбции грязи на шерстяных и шелковых тканях в СМС добавляют поливинилпирролидон.

Среди неионогенных поверхностно-активных веществ наиболее известны препараты ОП, представляющие собой продукты конденсации жирных кислот (или спиртов) с окисью этилена. Их применяют преимущественно в текстильном производстве при обработке волокон и тканей и лишь частично в производстве бытовых моющих средств. Препараты ОП применяют для изготовления жидких моющих средств в смеси с другими веществами. Они характеризуются хорошей смачивающей, но недостаточной пенообразующей способностью, представляют собой маслообразную жидкость коричневого цвета.

Для сохранения белизны изделий белого цвета в состав СМС вводят химические и физические (оптические) отбеливатели. Из химических отбеливателей, которые используют в СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей, обычно применяют соли перекисных кислот (персоли). При температуре моющего раствора свыше 60 С это вещество гидролизуется, выделяя атомарный кислород, который и является отбеливающим и дезинфицирующим агентом.

Современные моющие средства содержат специальные биодобавки для удаления загрязнений жирового происхождения и белковых веществ, содержащих протеин (следы крови, яичного белка, молока) – ферменты (энзимы).

В последнее время признано целесообразным введение в состав синтетических моющих средств в качестве добавки хозяйственного мыла, которое стабилизирует пенообразование и улучшает моющее действие.

В состав СМС для стирки синтетических волокон иногда дополнительно вводят антистатики, которые снимают заряды статического электричества. В качестве антистатиков обычно используют неионогенные и катионоактивные поверхностно-активные вещества.

Неприятный запах в порошкообразных СМС, особенно содержащих ферменты, устраняется введением отдушек, например, парфюмерные отдушки с использованием недорогих эфирных масел с запахом свежести, цитрусовых или цветочных ароматов. В качестве дезинфицирующих добавок чаще всего применяются вещества, обладающие противогрибковым, бактерицидным или бактериостатическим действием.

Применение красителей в составе СМС 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 счет голубого оттенка.

2 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОБРАЗЦА

Современный ассортимент синтетических моющих средств весьма обширен. По консистенции СМС делят на порошкообразные, жидкие и пастообразные. Основную массу моющих средств составляют стиральные порошки (около 80%). В меньшем количестве выпускаются жидкие моющие вещества и пасты (около 20%). По условиям применения выделяют СМС для низко- и высокотемпературной стирки, по способу применения – высокопенные (для ручной стирки) и низкопенные (для машинной стирки, в том числе для стирки в автоматических машинах).

В зависимости от назначения бытовые синтетические моющие средства делят на следующие основные виды:

1) средства для стирки шерстяных и шелковых тканей;

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

3) средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей;

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

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

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

Средства для стирки шерстяных и шелковых тканей имеют рН 1%-ного раствора 7-8,5. Их приготовляют в основном из первичных алкилсульфатов, сульфата натрия (электролит до 50%) и небольшого количества алкилоламидов (до 2%). Иногда добавляют немного гексаметафосфата или бикарбоната натрия для создания слабой щелочной среды (при стирке при комнатной температуре или в теплой воде). Наиболее широкое применение имеют жидкие препараты для стирки шерстяных и шелковых тканей, такие как «Ваниш», «Ласка» (выпускается как в твердом, так и в жидком виде) и др.

Средства универсального назначения для стирки разнообразных тканей, в том числе химических волокон (рН 9-9,5) предназначены для тканей из смеси природных и синтетических волокон. Готовят обычно из смеси алкилсульфатов и алкиларилсульфонатов, неионогенного поверхностно-активного вещества – препарата ОП, триполифосфата натрия (до 40%), алкилоламидов (до 2%), карбоксиметилцеллюлозы (около 1%) и оптических отбеливателей.

Как правило, в данной группе представлены отдельно средства для стирки белого и цветного белья, хотя это разграничение наблюдается не всегда. Стирка изделий из хлопка и льна подобными средствами допускается с кипячением, а из шерсти и шелка – при температуре не выше 40 С. Ассортимент данных СМС наиболее разнообразен: «Лотос», «Дося», «Ariel», «Tide», «Bonux», «Миф-универсал» и т.д. Часто торговые марки универсальных СМС выпускаются с различными ароматами, что достигается введением отдушек.

Средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей имеют рН 1%-ного раствора 10-11,5 %. Приготовляют преимущественно из алкиларилсульфонатов, добавляя в некоторые СМС также и алкилсульфаты и алкилсульфонаты. В состав этих средств входят карбоксиметилцеллюлоза, алкилоламиды, триполифосфат натрия и до 10-15% кальцинированной соды. Помимо классических компонентов в их состав вводится до 10-15 % отбеливателей. Ассортимент данных средств не столь разнообразен, как СМС универсального назначения («Лебедь», «Детский» и др.).

Средства для туалетных целей готовят на основе вторичных алкилсульфатов. В них добавляются также спирт, глицерин, отдушки и др.

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

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

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

Потребительская ценность моющих средств определяется рядом комплексных и единичных свойств, которые характеризуют как моющие средства, так и эффективность моющего процесса. Из группы функциональных свойств важнейшими являются моющая способность и универсальность.

Моющая способность – это комплексное свойство, определяющее способность моющего вещества или состава на его основе восстанавливать чистоту и белизну загрязненной поверхности. Оценивают моющую способность по степени белизны, достигнутой после стирки искусственно загрязненного образца ткани в моющем растворе определенной концентрации. Моющая способность определяется природой и видом моющего вещества. На величину моющей способности влияют также характер загрязнения, природа и структура отстирываемого материала, жесткость воды, рН моющего раствора и температура стирки. Для определения моющей способности обычно применяют загрязнения, содержащие животные жиры, минеральные масла, сажу и силикаты, имитирующие уличную пыль.

Пенообразующую способность моющих средств характеризуют объемом или высотой столба пены, а также пеноустойчивостью, т.е.отношением первоначального значения объема или высоты столба пены к значениям этих показателей через определенный промежуток времени. Пенообразование важно учитывать при изменении режима стирки. При ручной стирке обильное и стабильное пенообразование повышает эффективность стирки, в то время как при механизированной стирке белья и мытье посуды требуется низкая пенообразующая способность.

Универсальность. Это свойство характеризует пригодность моющих средств к проявлению основной функции в различной среде, т.е. в условиях различных значений рН, жесткости воды и температуры моющего раствора. С увеличением жесткости воды моющая способность мыла может быть утрачена полностью, так как мыло будет расходоваться на связывание ионов кальция и магния. Синтетические моющие вещества более универсальны, они в жесткой воде теряют лишь частично моющую способность и проявляют моющее действие при более низкой температуре.

Безвредность. Безвредность моющих средств оценивают относительно человека, окружающей среды и отстирываемого материала. При характеристике безвредности оценивают и биологическую активность, так как некоторые моющие вещества обладают бактерицидными, общедезинфицирующими свойствами, а отдельные препараты – токсичностью. В отличие от мыла, легко подвергающегося биохимическому распаду, синтетические моющие вещества, содержащие в углеродной цепи бензольные ядра и разветвленные алкильные остатки, являются биологически «твердыми»: не разлагаются в водоемах, а накапливаются в них, вызывая гибель животных и растительных организмов и затруднения при очистке воды.

Удобство пользования моющих средств оценивают по растворимости СМС в воде, степени распыления, необходимости нагрева моющего раствора, наличию в таре приспособлений для открывания и дозирования средств и др.

Синтетические моющие средства в настоящее время вырабатывают по различным рецептурам (табл.1).

Таблица 1 Состав СМС

Каждое СМС предназначено для тканей определенного вида, потому что, например, ткани хлопчатобумажные и льняные устойчивы к воздействию щелочей, повышенной температуре, а ткани шерстяные и из натурального шелка, наоборот, разрушаются в водных растворах щелочей и при температуре стирального раствора выше 45-50 С.

3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

СМС выпускают в форме порошка, жидкости или пасты. Технология приготовления заключается в составлении композиции, смешивании и растворении всех компонентов рецептуры. Для получения порошкообразных средств используют сушку. Далее следует расфасовка и упаковка готового продукта.

Приготовление композиции заключается в смешивании поверхностно-активных веществ с необходимыми по рецептуре добавками. Чтобы снизить расходы на испарение воды, для порошкообразных средств готовят наиболее концентрированные композиции (до 50-60% сухого вещества), фактически представляющие собой суспензии. Затем композиции фильтруют и пропускают через коллоидную мельницу для придания однородности. Сушка состоит в распылении раствора в сушильной башне под давлением до 50 атм и температуре 250-350 С. При таком способе порошки получают в гранулированном виде. Основное количество порошкообразных СМС производится методом высокотемпературной распылительной сушки, обеспечивающим получение гранулированного продукта высокого качества.

Жидкие и пастообразные моющие средства лучше растворяются в воде, легко дозируются, их производство связано с меньшими затратами, поскольку процесс сушки отпадает, однако сохраняемость таких средств ниже. Пастообразные средства содержат до 40% воды. В их состав могут входить практически все добавки, за исключением нестойких химических отбеливателей.

Основными компонентами композиции СМС являются алкилсульфаты, алкилсульфонаты и алкиларилсульфонаты.

Алкилсульфаты. Представляют собой натровые соли сульфоэфиров высших жирных спиртов. Алкилсульфаты получают сульфатированием жирных спиртов с последующей нейтрализацией полученного сульфопродукта.

Жирные спирты получают различными способами:

1) метод гидрогенизации жирных кислот;

2) метод прямого окисления парафиновых углеводородов в присутствии борной кислоты;

3) сульфирование жирных спиртов.

На основе первичных алкилсульфатов выпускаются синтетические порошки, на основе вторичных - жидкие синтетические моющие средства.

Алкилсульфонаты. Представляют собой натровые соли сульфокислот жирного ряда, содержащие в цепи 12-18 углеродных атомов. Сырьем для получения алкилсульфонатов служат естественные и синтетические углеводороды, содержащие 14-22 атома углерода (фракции прямогонного нефтяного керосина или гидрированного синтина, выкипающие в пределах 240-300 С).

Алкилсульфонаты можно получить двумя способами: сульфохлорированием или сульфоокислением алифатических углеводородов. Сулоьфохлорирование производится при действии на углеводороды газообразного сернистого ангидрида и хлора. Реакция ускоряется такими катализаторами, как перекисные соединения. Для успешного течения реакции необходимо облучение реакционной смеси коротковолновым светом. Обработкой едкой щелочью (15-20%-ный раствор) образовавшиеся сульфохлориды переводят в алкилсульфонаты. Получающийся готовый продукт получил название «Сульфонат», он используется для приготовления синтетических моющих средств типа «Астра», «Новость» и др. Технология получения алкилсульфонатов сравнительно проста, характеризуется низкими капитальными затратами, а сырьевая база практически не ограничена.

Алкиларилсульфонаты. Представляют собой натровые соли алкиларилсульфокислот, являются наиболее распространенными моющими веществами. В нашей стране алкиларилсульфонаты производят в основном в виде алкилбензолсульфонатов (сульфонолы).

Производство сульфонола складывается из следующих стадий:

а) очистка керосина от ароматических углеводородов путем экстракции последних диэтиленгликолем;

б) фотохимическое хлорирование очищенного керосина;

в) алкилирование бензола хлорированным керосином в присутствии катализатора – безводного AlCl;

г) сульфирование алкилбензола производится раствором серного ангидрида SO в жидком сернистом ангидриде SO при пониженной температуре (10С), так как процесс сульфирования протекает с большим выделением тепла;

д) нейтрализация полученных алкилбензолсульфокислот раствором каустической соды (20%-ный раствор). Температура нейтрализации не должна превышать 45-550С;

е) отделение несульфируемых и упаривание водных растворов сульфонола.

Выпускаемый в настоящее время хлорный сульфонол в виде 30%-ного раствора (по активному веществу) хорошо зарекомендовал себя для производства синтетических моющих порошков.

4 КОНТРОЛЬ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

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

О качестве синтетических моющих средств судят по их моющей способности и по показателям органолептической и лабораторной оценки. Моющую способность устанавливают опытными стирками по белизне отстирываемой ткани.

Органолептическими методами оценивают внешний вид, цвет и запах СМС, внешнее оформление, упаковку, маркировку. По внешнему виду они должны быть однородными порошками или гранулами (не крупнее 3 мм в поперечнике) белого или светло-желтого цвета. В жидких СМС не должно быть расслаивания и осадка.

Существенным потребительским свойством СМС является запах, который может передаваться отстирываемому изделию и в той или иной степени сохраняться в нем. Не допускаются запахи, связанные с недостаточной очисткой компонентов СМС, в частности запах нефтепродуктов. Допускается слабый запах парфюмерных отдушек, если они добавлялись в СМС.

К лабораторным показателям качества синтетических моющих средств относятся: рН водного (1%-ного) раствора, содержание основных моющих поверхностно-активных веществ (спирторастворимых), а также несульфированных соединений, содержание щелочных солей, влаги, оптических отбеливателей, карбоксиметилцеллюлозы и др. Пен6ообразующую способность нормируют лишь у некоторых (пеномоющих) СМС.

Основным показателем качества синтетическим моющих средств, характеризующим его потребительскую ценность, является содержание спирторастворимых поверхностно-активных веществ. Этот показатель равноценен содержанию жирных кислот в мыле и нормируется в нормативно-технической документации. В порошкообразных СМС определяют также качественное число, представляющее собой количество (в граммах) спирторастворимых активных моющих веществ в отдельной упаковке. Необходимость определения этого показателя обусловлено некоторыми колебаниями в насыпной массе порошка и его влажности. Качественное число гарантирует определенное количество активного моющего вещества в каждой отдельной упаковке.

Количество несульфированных соединений в СМС должно быть возможно малым, так как они моющим действием не обладают, а могут существенно ухудшить качество моющего средства, обусловливая потемнение его цвета и появление неприятного запаха. Установлены определенные допустимые нормы содержания этих соединений в СМС.

Установлены определенные нормы содержания в СМС щелочных солей – триполифосфата (в пересчете на РО в %) и силиката натрия (в пересчете на SiOв %). Эти соли, как и другие минеральные вещества, входящие в состав СМС, влияют на зольность отстирываемой ткани.

Остаточная зольность в отстирываемой ткани является важным показателем качества СМС, так как влияет на санитарно-гигиенические свойства одежды. Повышенная зольность вызывает неприятные ощущения при носке белья, способствует увеличению его жесткости, снижает воздухопроницаемость и поглощение пота, а также скорость высыхания белья.

Порошки СМС гидроскопичны, поэтому в них определяют содержание влаги, так как она влияет на величину качественного числа, хотя повышение влажности и не отражается на моющей способности СМС.

При оценке качества синтетических моющих средств учитывается содержание в них алкилоламидов, карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), перекисных и оптических отбеливателей и др. Эти компоненты и полезные добавки содержатся в СМС в небольших количествах, поэтому определение ограничивают положительными качественными реакциями на их присутствие в СМС.

В лабораторных условиях обращают основное внимание на физико-химические показатели, особенно на способность к пенообразованию, смачиванию, эмульгированию. Этими свойствами и определяется в основном моющая способность СМС. Наиболее часто и быстро моющую способность определяют лабораторными стирками в условиях, воспроизводящих практическую стирку, в бытовой машине ГОСТ 22567.15-95 (приложение А). Эффективность моющего действия оценивают по скорости и качеству отстирывания. Чем выше белизна отстирываемой ткани, тем выше моющее действие средства. Стандартный показатель моющей способности должен

быть не ниже 85%.

Предприятие-изготовитель должно гарантировать соответствие качества моющих средств технической документацией; каждая партия СМС сопровождается документами, удостоверяющими качество продукции. Потребитель имеет право производить контрольную проверку качества синтетических моющих средств, подготовленных к отгрузке (сдаче), на предприятии.

Для проверки маркировки, упаковки и внешнего оформления препарата получатель просматривает не менее 3% продукции и устанавливает ее соответствие ТУ. При обнаружении более 2% несоответствующей продукции бракуют всю партию, а менее 2% - только обнаруженные пачки.

Для проверки физико-химических показателей отбирают контрольную пробу: от 5% общей партии берут не менее 10 пачек (пакетов), перемешивают их содержимое, затем сокращают вес пробы до 0,3 кг и проводят исследование. При несоответствии моющих средств хотя бы одному из показателей всю партию бракуют.

5 ХРАНЕНИЕ И УПАКОВЫВАНИЕ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Для упаковки синтетических моющих средств применяют красочно оформленную тару (пачки, банки, кюветы из полимерных материалов), размеры и форму которой утверждает художественный совет.

Упаковываются порошкообразные СМС в прочные, аккуратно изготовленные коробки или герметичные пакеты, жидкие и пастообразные – в банки и бутылки. Упаковка должна быть стойкой к внешним воздействиям и самой продукции.

СМС разрешается упаковывать в разнообразную вторичную упаковку – ящики дощатые, фанерные, из гофрированного картона, в пачки из оберточной бумаги плотностью 80-120 г/м (порошки). Масса брутто деревянных ящиков не должна превышать 30 кг, ящиков из картона – 25, коробок и пачек – 10 кг. При упаковке в контейнеры товар укладывают рядами, крышками вверх, пустоты заполняют прокладочными материалами (сухими стружками, отходами бумаги, картона).

Первичная маркировка должна быть нанесена так, чтобы при механических воздействиях она не стиралась. На изделии указывают наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак; наименование и назначение СМС; способ применения; массу; наименование НТД, на основании которой выпущено изделие; дату изготовления и срок хранения.

На вторичную упаковку (ящики, пачки) наносят те же данные и, кроме того, количество единиц фасовки, массу, номер партии, номер упаковщика. На упаковке жидких и пастообразных препаратов указывают «Не кантовать!», «Верх».

При оценке упаковки синтетических моющих средств учитывается ее информативность. Важно, чтобы на упаковке было указано, для каких именно тканей порошок может применяться, в каких режимах стирки (замачивание, кипячение, ручная или машинная стирка) может быть использован. Какова должна быть его дозировка в каждом из режимов стирки, при какой температуре воды она должна производиться. Это перечень необходимой для потребителя информации, которая поможет ему правильно подобрать стиральный порошок. Вся информация, необходимая потребителю, должна быть доступна. Она может быть изложена либо в печатной форме, либо в виде схемы. Но главное, чтобы толковалась она однозначно, была предельно ясной и понятной.

СМС обычно долго хранятся, за исключением средств, содержащих перекисные соли. На упаковке таких средств указывают месяц изготовления и срок хранения, так как эффективность их действия через 6-9 месяцев резко ухудшается.

Срок годности – не менее 9 месяцев со дня изготовления для СМС с химическими отбеливателями или биодобавками, для остальных видов продукции он не ограничен.

Хранят СМС в закрытых сухих чистых помещениях, защищая от воздействия влаги и солнечных лучей. Ящики и пачки укладывают штабелями высотой не более 1,2 метра, оставляя между ними проходы для циркуляции воздуха.

Помещения для хранения должны быть оборудованы вытяжкой и противопожарными средствами. Синтетические моющие средства, как и все другие товары бытовой химии, хранятся отдельно от других товаров с соблюдением товарного соседства.

6 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Синтетические моющие средства являются наиболее широко применяемыми средствами бытовой химии. Первый синтетический порошок «Новость» был выпущен в 1953 году на основе продуктов, выделенных из китового саломаса.

Современный ассортимент синтетических моющих средств весьма обширен. Подбор целесообразного состава (композиции) синтетического моющего средства позволяет легко вырабатывать моющие препараты самого разнообразного назначения.

Средства каждого подсемейства выпускают порошкообразными, жидкими и в виде паст. Около 85% всего производства синтетических моющих средств приходится на долю порошковых средств, примерно 15% выпуска составляют жидкие и пастообразные препараты. Данные опроса покупателей показывают, что ¾ всех семей пользуются в настоящее время в основном порошковыми синтетическими моющими средствами, около 14% используют пасты и только 10% потребителей применяют жидкие моющие средства. Малый спрос на жидкие и пастовые моющие средства объясняется в основном плохой рекламой. Покупатель не всегда должным образом информирован о преимуществах этих моющих средств: легкости дозирования, хорошей растворимости.

Примерно 45% всех СМС для быта составляют универсальные синтетические моющие средства, столько же – средства для стирки хлопковых и льняных тканей и лишь 10% выпуска приходится на долю СМС, применяемых для стирки изделий из шерсти, шелка и химических волокон.

В последнее время наметилась тенденция увеличения производства синтетических моющих средств комбинированного действия, обеспечивающих, помимо стирки, дезинфекцию, подкрашивание, умягчение, антистатическое действие. С каждым годом возрастает также выпуск синтетических моющих средств, содержащих ферменты, облегчающие удаление белковых загрязнений (средства с биоэффектом).

В последние годы производство синтетических моющих средств (СМС) в мире стало исчисляться уже десятками миллионов тонн в год. Однако их большую часть (70%) потребляют только жители наиболее развитых стран, составляющие всего около 20%. Около 70% потребляемых населением СМС расходуется на так называемую общую стирку (в США и Англии ее называют “тяжелой”), которая производится раз в 3-7 дней. Эту стирку, при которой стирают постельное, столовое и нательное белье, проводят чаще всего в стиральных машинах. Около 20% СМС расходуется на “легкую” стирку малозагрязненных изделий из тонких тканей вручную в теплой воде. СМС для легкой стирки не должны оказывать раздражающего действия на кожу рук, должны создавать обильную пену и хорошо стирать при температуре воды 25-45 С.

В Республике Беларусь производство синтетических моющих средств также характеризуется довольно широким ассортиментом и высокими потребительскими качествами. При этом наблюдается тенденция увеличения производства СМС (см. табл. 2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Моющие средства являются многофункциональными составами. Благодаря высокой активности они проявляют моющую способность, т.е. обеспечивают отделение и удаление загрязнений с поверхности очищаемого материала, восстанавливая тем самым белизну и чистоту продукции. Одновременно они являются эмульгирующими, суспензирующими и диспергирующими веществами. Многофункциональность СМС обусловливает удовлетворение различных потребностей. Синтетические моющие средства эффективны при стирке текстильных изделий, мойке предметов быта, транспортных средств, оборудования, облегчают проведение технологических процессов при отбеливании и крашении тканей, меха и кожи.

Достоинства СМС состоят в том, что они заменяют жировые мыла и не требуют для своего изготовления пищевых жиров, не образуют в жесткой воде нерастворимых солей кальция и магния и обладают моющим действием даже в кислой среде.

Однако синтетическим моющим средствам присущ и ряд недостатков: не всегда достаточное моющее действие, более низкая пеноустойчивость, трудная биоусвояемость, вызывают сухость кожи рук при стирке.

Тем не менее синтетические поверхностно-активные вещества перспективны в отношении создания моющих препаратов комплексного действия. Поэтому успешно расширяется ассортимент синтетических моющих средств, сочетающих ряд свойств: моющее действие с антистатическим, дезинфицирующим и т.п.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Товароведение и организация торговли непродовольственными товарами: Учеб. для нач. проф. образования/ Под ред. А.Н. Неверова, Т.И. Чалых. – Мн.: ИРПО; Изд. Центр «Академия», 2000.

2. Товароведение хозяйственных товаров. Общий курс: Учеб. пособие/ под общ. ред. Н.М. Ильина. – Мн.: БГЭУ, 2004.

3. Товароведение промышленных товаров: (Общий курс): Учеб. для товаровед. отд-ний техникумов сов. торговли/ З.В.Козлова, С.Г.Кривенко, Н.И. Яременко и др. – М.: Экономика, 1979.

4. Товароведение непродовольственных товаров. Уч. пособие под ред. В.Е. Сыцко. – Мн: В. шк., 1999.

5. Козюлина Н.С. Товароведение непродовольственных товаров: Учеб. пособие для студентов экономических колледжей и средних специальных учебных заведений. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2оо2

6. Кутянин Г.И. Пластические массы и бытовые химические товары: Учеб. для студентов вузов, обуч. по спец.: Экономика, 1988.

7. Шейхет Ф.И. Материаловедение химикатов, красителей и моющих средств. – М., «Легкая индустрия», 1969.

8. Товароведение хозяйственных товаров: Учеб. для товаровед. отд-ний техникумов сов. торговли/ Ю.И.Мареев, В. А. Трепель, А. Ф. Шмелькин. – М.: Экономика, 1980.

9. Товароведение промышленных товаров: (Пластические массы, хозяйственные и строительные товары): Учеб. для товаровед. фак. кооп. вузов/ Д. И. Брозовский, Г. А. Демидова, О. В. Зелинский, В. Д. Зубаков. – В 4-х т. Т. 2. – М.: Экономика, 1979

10. Статистический ежегодник Республики Беларусь, 2005 (Стат. сб.). Министерство статистики и анализа Республики Беларусь – Минск, 2005.

11. Статистический ежегодник. Брестская область, 2005. Брестское областное управление статистики – Брест, 2005.

Началось еще во время Первой мировой войны в Германии. В России первый порошок был выпущен в 1953 году. Назывался он "Новость" и включал в состав продукты, выделенные из кашалотового саломаса.

Синтетические являются многокомпонентными смесями веществ. Их водные растворы используют для очистки от загрязнений. Синтетические моющие средства в большинстве своем включают (кроме непосредственно моющих компонентов - поверхностно-активных веществ) соли из неорганических кислот (карбонаты, фосфаты), которые усиливают активность смеси. Кроме того, в состав растворов включены дезинфицирующие и отбеливающие ингредиенты, пеногасители или пенообразователи, красители, ароматизаторы и прочие.

Поверхностно-активные вещества (или ПАВ) являются органическими соединениями, которые оказывают поверхностное воздействие. Они способны формировать полуколлоидный раствор и пену. Поверхностная активность веществ способствует снижению поверхностного водного натяжения, увеличивая, таким образом, смачивающие свойства воды.

Смеси для очистки разделяют на несколько видов:

1. Алкиламмонийхлориды.
2. Алкиларилсульфонаты.
3. Алкилсульфонаты.
4. Алкилсульфаты.
5. Алкилкарбонаты (мыло).

Мыло получают путем переработки жирового сырья. Сульфонаты и сульфаты - это синтетические моющие средства. Все указанные выше смеси относятся к категории ионогенных (образующих ионы) веществ. В водном растворе они распадаются (диссоциируют) на ионы.

Существуют и неионогенные смеси. Они не диссоциируют в воде, однако растворяются в ней. Это происходит за счет присутствия в молекуле гидрофильных групп (ОН, например) в большом количестве.

Неиногенные поверхностно-активные вещества могут быть натурального или синтетического происхождения. Последние - препараты категории ОН, образованные и фенолов, жирными спиртами.

Несмотря на то, что ПАВ являются основными компонентами, составляющими синтетические моющие средства, их моющий эффект слаб сам по себе. В связи с этим для усиления активности в смесь добавляют щелочные и нейтральные соли, отбеливатели, ферменты (энзимы), стабилизаторы пены.

За счет присутствия щелочных солей усиливается коллоидная структура и эмульгирующая способность растворов. Эти компоненты способствуют формированию более прочной пленки моющего средства около частиц загрязнения. Кроме того, благодаря щелочным солям смягчается вода и создается благоприятная среда для очищения (стирки) разных тканей. Так, например, для стирки льняных и хлопковых изделий целесообразно применять сильнощелочные добавки (тринатрийфосфат, соду).

Гексаметофосфат формирует в составе моющего вещества среду слабокислую. Эти условия весьма благоприятны для стирки изделий из шерсти.

Для стабилизации и улучшения пенообразующих свойств в моющих средствах используют алкилоламиды - стабилизаторы пены.

Существует три основных типа синтетических моющих средств. В стирке чаще всего используют порошкообразные смеси. Жидкие моющие средства сегодня внедряются на рынок бытовой химии достаточно активно. Пастообразные смеси в настоящее время используются не так часто.

Среди основных потребительских свойств моющих смесей следует назвать моющую, антиресорбционную (способность удерживать в растворе загрязнение) и пенообразующую активность. Немаловажным является также среды растворов.

Омыление — это гидролиз сложных эфиров под действием щёлочи. При этом получается соль органической кислоты и спирт. Исторически это название пошло от процесса получения мыла — гидролиза жиров щёлоком, при котором получается смесь солей высших жирных кислот (собственно — мыло) и глицерин (трёхатомный спирт).
Соответственно омыление — это реакция сложного эфира со щелочью.

До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком.Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Посмотрим, как можно приготовить мыло в химической лаборатории. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. Также получают мыло в промышленности.

Состав мыла
Мыла – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот (кислот, содержащих в своем составе более 10 атомов углерода), полученных в результате гидролиза жиров в щелочной среде (чаще всего из жиров, содержащих в составе стеариновую кислоту С 17 Н 35 СООН) — С 17 Н 35 СООNa – стеарат натрия.
Жир + щелочь = соли жирных кислот и глицерин.

Свойства мыла
Поверхностный слой дистиллированной воды находится в натянутом состоянии подобно упругой пленке. При добавлении мыла и некоторых других растворимых в воде веществ поверхностное натяжение воды уменьшается. Мыло и другие моющие вещества относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым моющие свойства воды.

Молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, имеют избыток потенциальной энергии и поэтому стремятся втянуться внутрь так, что при этом на поверхности остается минимальное количество молекул. За счет этого вдоль поверхности жидкости всегда действует сила, стремящаяся сократить поверхность. Это явление в физике получило название поверхностного натяжения жидкости.

Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.

Секрет очищающего действия мыла

СМС (синтетические моющие средства) – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот, сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты).
Рассмотрим свойства моющих веществ и сравним мыла и СМС (стирального порошка) . Для начала проверим, какая среда характерна для наших моющих средств. Как мы это сделаем?
С помощью индикаторов.
Будем использовать известные нам индикаторы – лакмус и фенолфталеин. При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная.

А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде? (понятно, почему мыловары не варят мыло на водопроводной воде, а используют отвары, дистиллированную воду, молоко и тд.)
Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:
2С 17 Н 35 СОО – + Са 2+ = Са(С 17 Н 35 СОО) 2
А СМС образуют растворимые соли кальция, которые также обладают поверхностно-активными свойствами.
Использование чрезмерного количества этих средств приводит к загрязнению окружающей среды. Послушаем сообщение об экологических последствиях использования ПАВ.
Многие ПАВ трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются целые горы пены в канализационных трубах, реках, озерах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование некоторых ПАВ приводит к гибели всех живых обитателей в воде.

Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет? Дело в том, что мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их эффективность, но и способность к биологическому распаду – уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.

Литкина В.Ю. 1

1 Муниципальное Общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 им.Героя Советского Союза Остаева А.Е,

Дзагоева Р.Т. 1

1 Муниципальное Общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 им.Героя Советского Союза Остаева А.Е

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Более двадцати лет назад моющие средства выпускались на Бурное развитие химической промышленности в последние десятилетия и вместе с тем рост потребностей и запросов современного человека привели к резкому увеличению выпуска продукции бытовой химии. В настоящее время в мире производится ежегодно около 30 млн. тонн товаров бытовой химии, а к концу нашего столетия эта цифра возрастет, вероятно, в 4-5 раз! химических заводах, количество их было гораздо меньше. Раньше посуду мыли содой или хозяйственным мылом. В некоторых населенных пунктах для стирки белья и других целей использовали древесную золу. Ее смешивали с водой, отстаивали и осветленный раствор использовали для стирки белья, посуды и многого другого.

Мы уже не можем представить свою жизнь без моющих средств, ведь без них было бы намного труднее справиться с мытьем посуды, полов и многого другого. Обилие моющих средств в наше время привлекает людей внешним видом и выгодной рекламой, но не многие интересуются их составом, свойствами. Большинство людей не задаются вопросом «какая польза или вред от того или иного средства?»

В каждом доме есть синтетические моющие средства. В состав большинства входит активный хлор. Мне известны данные, в которых сказано, что активный хлор не только наносит вред чистящим поверхностям, но и отрицательно влияет на слизистые оболочки и дыхательные пути.

Синтетические моющие средства выпускаются в различных агрегатных состояниях: аэрозоли, пасты, порошки и так далее. Кажущиеся безобидными стиральные порошки мировая наука давно классифицировала как наиболее опасные химические вещества, которые наносят вред окружающей среде и особенно здоровью человека.

Мыло и сода до недавнего времени считались основными моющими средствами. Сода смягчает воду и делает раствор более щелочным. Для смягчения воды применяли также тринатрийфосфат, а при стирке шерстяных тканей - нашатырный спирт.

Противоречивы и мнения ученых о влиянии на здоровье человека СМС

Множество аргументов, говорящих о пользе СМС было получено у ученых:

Не обязательно умягчать воду перед стиркой

Намного легче стирать СМС, чем жировым мылом

При комнатной температуре хорошо распадаются в воде

Активные вещества быстро разрушают грязь, фиксируя ее путем распада

Было замечено, что с помощью синтетических моющих средств можно стирать даже в морской воде.

Положительные качества можно перечислять еще долго, но теперь можно взглянуть на обратную сторону медали. Есть множество данных о том, какой вред наносят СМС на организм человека: у многих химические вещества из обычных стиральных порошков и жидкостей вызывают аллергию, раздражения кожи и слизистой глаз.

Недавно, учеными американского химического общества было доказано, что одной из причин появления рака могут стать СМС, ведь при очистке воды они не смываются полностью. Еще одним открытием стало то, что в организме млекопитающих поверхностно-активные вещества (ПАВ) в воде имитируют женские гормоны, увеличивая риск импотенции у мужчин и рака молочной железы у женщин. Я считаю, что мой проект актуален. Использование СМС часто вредит нашему здоровью, но без них бы тоже не можем обойтись.

Я решила провести опрос среди учителей и учеников моей школы № 25, чтобы узнать какие средства используют чаще, и проанализировать, чем обоснован их выбор. В качестве гипотезы было выдвинуто предположение о том, что если знать информацию о составе и свойствах моющих средств, то можно избежать проблем со здоровьем.

Цель работы - исследование синтетических моющих средств.

Для проверки гипотезы были поставлены и решены задачи:

Выяснить состав моющих средств.

Изучить химические особенности моющих средств и принцип их действий.

Выявить эффективность и безопасность синтетических моющих средств.

Провести социологический опрос с целью выявления наиболее популярных средств для мытья посуды, личной гигиены, стиральных порошков, сортов мыла.

Провести научный эксперимент, чтобы определить влияние СМС на окружающую среду.

Методы исследования

1.Социальный опрос

2. Научный эксперимент.

Основная часть

СМС (Синтетические моющие средства)- детергенты (от англ. Deterge- очищать)- разнообразные композиции неорганических и органических химических соединений.

Как правило, в современные CMC могут вводить два или несколько поверхностно-активных веществ. Так, моющие средства могут содержать одновременно неионогенные вещества, алкилсульфаты и сульфанол, а в некоторых случаях мыло. Средства, содержащие несколько поверхностно-активных веществ, как правило, лучше отстирывают белье.

Чтобы разрушить жировые загрязнения в моющие средства добавляют щелочи. В качестве щелочных добавок вводят соду и соль кремниевой кислоты.

Одними из важнейших добавок являются полифосфаты.

Триполифосфат натрия (как правило их вводят в СМС пастообразной и порошкообразной формы)

Триполифосфат калия или двойная соль триполифосфата (входит в состав жидких CMC).

Отсюда можно сделать вывод, что триполифосфаты умягчают воду, а также повышают моющую способность почти всех поверхностно-активных веществ. Благодаря триполифосфатам современными CMC можно стирать даже в морской воде.

Находящиеся в воде соли магния и кальция образуют со всеми поверхностно-активными веществами (включая мыло) нерастворимые в воде соединения и оседают на белье. Именно поэтому белье приобретает сероватый оттенок и становится жестким. Полифосфаты с солями кальция и магния образуют 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.

Для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей в некоторые средства добавляют химические отбеливатели, которым в большинстве случаев служит перборат натрия. Это соединение выделяет кислород при достаточно высокой температуре (выше 65 °С), в результате который окисляет и обесцвечивает органические соединения, одновременно дезинфицируя изделие. Отсюда можно сделать вывод, что стирать этими средствами цветное белье можно лишь при пониженной температуре, ниже 65 °С, при которой начинает действовать отбеливатель.

непрочность краски или природа волокон ткани вынуждает стирать только при низких температура например при 30-45°С, для дезинфекции белья применяют повторную его обработку раствором гипохлорита натрия. Точно таким же образом поступают, если хотят не только продезинфицировать белье при холодной стирке, но и одновременно провести более глубокое отбеливание белых вещей.

Очень трудно отстирываются загрязнения белкового происхождения (кровь, яичный белок, некоторые соусы и др.). Их можно удалить только специальными стиральными средствами, которые содержат ферменты (энзимы) - вещества биологического происхождения. За определенное время и при условии, что температура раствора не превышает 40°С, ферменты разрушают белки. Поэтому после замачивания грязного белья в растворах моющих средств, содержащих ферменты, белковые загрязнения легче удаляются при стирке. Но еще можно использовать холодную воду при смывании белкового загрязнения. Если вы видите на упаковке надпись с приставкой «био» то вы должны знать, что такие средства обязательно содержат различные ферменты. Замачивать белье в таких CMC надо обязательно при невысокой температуре - не выше 35-40 °С.

Кроме указанных веществ CMC могут содержать еще многие другие полезные добавки. Например, флуоресцирующие вещества(белые красители) добавляют для того, чтобы белье стало белоснежным, ведь они способны поглощать свет в ультрафиолетовой части спектра и излучают его в голубой. Чтобы у выстиранного белья был приятный запах, во все моющие средства вводят парфюмерные отдушки. Желательно растительного производства.

Некоторые вещества способствуют образованию в моющем растворе обильной пены; обычно рассчитаны для ручной стирки. Стабилизаторами пены служат обычно алкилоламиды. Некоторые хозяйки считают, что чем больше пены, тем лучше моющее средство. Мне кажется, что это всего лишь выдумка, ведь такое представление сложилось с тех времен, когда для стирки употребляли только мыло. Обилие пены не определяет моющую способность синтетических моющих средств.

Более того, есть поверхностно-активные вещества, которые без пены прекрасно снимают загрязнения. Пена, на мой взгляд, нужна лишь при ручной стирке вещей из 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 выводит из строя саму машинку и приводит к износу белья. Мы уже говорили о том, насколько важно, чтобы грязь, перешедшая в стиральный раствор, оставалась в нем до конца стирки, не оседая на белье. Это обеспечивают поверхностно-активные вещества, однако для усиления эффекта в моющие средства для хлопчатобумажных и льняных тканей вводят еще дополнительный компонент - карбоксиметилцеллюлозу.

Существуют и другие функциональные добавки: стабилизаторы разложения химического отбеливателя, гидротропы - вещества, улучшающие растворимость компонентов, комплексоны - вещества, связывающие соли железа, а также соли кальция, магния и других металлов и т.д.

Классификация СМС.

В настоящее время для стирки выпускается широкий ассортимент различных средств. Их можно сгруппировать следующим образом.

I группа - средства для стирки: универсальные; используются для стирки различных тканей и предварительного замачивания белья.

II группа- средства комплексного действия, с помощью которых можно одновременно со стиркой, например, подкрасить или продезинфицировать вещи; эти средства предназначены обычно для ручной стирки.

III группа - отбеливатели; они удаляют с белья загрязнения, которые остались после стирки, а также отбеливают белье.

В IV группу входят подсинивающие средства.

V группа - средства для антистатической обработки, они применяются при последнем полоскании выстиранных изделий из капрона, найлона, ацетатного волокна и шерсти. После такой обработки на изделиях не накапливаются при носке электрические заряды.

VI группа - мягчители; они также используются при последнем полоскании изделий и придают тканям из хлопка, льна и вискозных волокон мягкий гриф - приятное ощущение бархатистости. После этой обработки ткань хорошо гладится.

VII группа - аппретирующие средства. Ими пропитывают ткани после стирки. В эту группу входят средства для подкрахмаливания, фиксации складок и гидрофобизирования тканей; последние придают тканям водоотталкивающие свойства.

Проведение социального опроса

Я провела опрос среди учеников и учителей, раздав им анкеты с вопросами, на которые нужно было ответить.

Какое средство вы используете для мытья посуды? Почему?

Каким мылом вы пользуетесь? Почему? Какой марке вы отдаете предпочтение?

На что вы обращаете внимание, когда покупаете моющие средства?

Что вам известно о составе моющих средств?

Каким средствам вы отдаете предпочтение для личной гигиены?

Результаты опроса

Большинство участников дало предпочтение моющему средству AOS, так как оно лучше отмывает любые загрязнения.

Из опрошенных мною людей, большинство используют твердое мыло, потому что жидкое мыло невозможно полностью смыть с рук.

В данном вопросе мнение людей разделилось, 50% пользуется гелем для душа. 35%- твердое мыло. 15% использует жидкое мыло.

Более 73 % процентов опрошенных людей ничего не знают о СМС и примерно 30% имеют общие представления.

Многие не представляют, какой вред несут за собой моющие средства.

Научный эксперимент.

Я провела эксперимент на трех стеблях крапивы. Поставив их в три разных стакана.

С обычной водой

С добавлением обычного твердого мыла

С добавлением домашнего мыла

На 1 фотографии прошло всего лишь 15 минут после того, как я поставила стебли с корневой системой в стаканы. Во 2-ом и 3-ем стакане мы можем заметить явную реакцию растений на синтетические моющие средства.

фотография 1

На 2-ой фотографии прошло 5 дней, с момента начала эксперимента. Здесь я могу отметить, что в 3-ем стакане листья пожелтели сильнее, чем в 2-ом. пожелтевшие листья. Это может быть связано с тем, что хозяйственное мыло предназначено для стирки содержит щелочь, а в 3-е мыло предназначено для мытья рук и может содержать масла для восстановления кожного покрова. Стебель, оставшийся в1-ом стакане, остается неизменным.

Фотография 2

На 3-ей фотографии прошла неделя после начала эксперимента. Мы можем уже во всех стаканах крапива начала желтеть, но во 2-ом и 3-ем стаканах их намного больше.

Фотография 3

На последней фотографии прошло две недели. Тут мы можем заметить пожелтевшие листья на всех трех ростах, но в первом стакане они незначительны по сравнению с остальными двумя.

Из проведенного мною эксперимента можно сделать вывод, что синтетические моющие средства плохо влияют на зеленые ростки крапивы. Из-за веществ, которые входят в состав СМС, растения начинают погибать быстрее, чем в обычной среде. Следовательно, детергенты пагубно влияют на всю окружающую среду в целом.

Вывод

В результате проведенной мной исследовательской работы я сделала вывод, что моющие средства, конечно, облегают труд и их очень легко найти. Каждое средство уникально по своему и прежде чем ими пользоваться нужно изучить состав, который написан на этикетках. А так же соблюдать инструкцию по их применению. Благодарю вас за терпение и ваше внимание на мое выступление. Надеюсь на то, что примите во внимание мою работу и будете соблюдать все правила изложенные мною выше. Как говорил Уильям Шекспир: «Здоровье дороже золота!» До свидания!

Используемые материалы:

«Химия для вас» А.М. Юдин, В.Н. Сучков, Ю.А. Коростелина

«Химия в быту» А.М. Юдин, В.Н. Сучков

Для современной динамичной жизни стирка с помощью хозяйственного мыла является архаичной, и этому есть несколько причин:

а) образование нерастворимых солей в воде высокий жесткости при стирке;

б) невозможность использовать кусковое мыло в современных стиральных машинах;

в) мыла неустойчи­вы в кислых растворах и др.

С начала XX в. шел поиск новых средств, обладающих высокой моющей способностью и поверхностной активностью, т. е. иособностью снижать поверхностное натяжение воды на гра­нице раздела жидкость - газ (воздух). Первым синтезирован­ным поверхностно-активным веществом (ПАВ) было так называемое ализариновое масло, представляющее собой сульфированное касторовое масло, которое впоследствии нашло техническое применение в текстильной промышленности.

Высокая моющая способность синтетических моющих средств, более низкая себестоимость и доступность сырья для производства позволили им занять веду­щие позиции на потребительском рынке.

В производстве синтетических моющих средств (СМС) используют органичес­кие поверхностно-активные вещества, которые в водных растворах диссоциируют на длинноцепочные анионы, обеспечивающие поверхностную активность раство­ра, и катионы, которые влияют только на растворимость этих веществ. Такие ве­щества называются анионоактивные. К ним относятся мыла, алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты.

Поверхностно-активные вещества проявляют хорошую смачивающую, пептизирующую, эмульгирующую способность в отношении загрязнений.

Синтетические ПАВ получают в результате введения сульфогрупп или оксигрупп (а зачастую и их комбинации) в неполяр­ные длинные «жирные» остатки молекул кислот (алкилсульфонаты) или спиртов (алкилсульфаты). Сульфогруппы и оксигруппы обеспечивают ПАВ растворимость в воде, а «жирный» остаток - растворимость в жирах и других неполярных веществах.

В зависимости от строения молекулы ПАВ бывают ионогенные и неионогенные.

Ионогенны (анионоактивные и катионоактивные) ПАВ при растворении в воде образуют заряженные ионы - анионы (отри­цательные) или катионы (положительные). Анионоактивные ПАВ обладают лучшим моющим действием при высоких значениях рН >11 (при сильнощелочной реакции); катионоактивные ПАВ моют в низкощелочных и слабокислых средах (значение pH от 6 до 8)

Алкилсульфонаты - соли сульфокислот. Для моющих средств их получают сульфохлорированием или сульфоокислением предельных углеводородов с числом атомов углерода от 12 до 18, а также присоединением гидросульфита натрия к непредельным углеводородам.

В состав синтетических моющих средств входят помимо поверхностно-активных веществ также различные добавки (щелочи и др. для умягчения воды), химические отбеливатели, ферменты, парфюмерные отдушки, пенообразователи, стабилизаторы и др.

Неорганические соли добавляют в порошкообразные, пастообразные и твердые средства для стирки с разными целями. Карбонат натрия и силикат натрия создают в моющем рас­поре щелочную среду, что смягчает воду; кроме того, анионоактивные ПАВ лучше моют в щелочной среде, поэтому такие или вводят в состав СМС для хлопчатобумажных и льняных тканей. Силикат натрия также замедляет коррозию металлических частей стиральных машин и уменьшает влажность порошкообразных СМС.

Нейтральные соли , такие как сульфат натрия и фосфат натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести по­рошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность СМС, он входит во все виды СМС.

Отечественные моющие средства содержат также до 30 - 35% фосфорных солей - тринатрийфосфат и полифосфаты. Они умягчают воду и снижают щелочность моющих растворов до pH ~ 7 (нейтральная), что необходимо для действия таких добавок, как ферменты. Полифосфаты образуют растворимые комплексы с ионами металлов и предотвращают выпадение в осадок труднорастворимых «солей жесткости». Это способствует устранению налета на тканях, металлических частях и нагревателе стиральных машин. Полифосфаты, в частности гексамеметафосфат натрия под торговой маркой «Калгон», применяются пак добавка к СМС при стирке. В странах ЕС фосфорные соли практически не используют в составе СМС из-за проблем с загрянением сточных вод солями фосфора.

Отбеливатели вводят в СМС для сохранения белизны изделий белого цвета. Отбеливатели подразделяются на химические и физические.

Химические отбеливатели используют в СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей. Обычно применяют соли перекисных кислот (персоли), например перборат натрия. При темпера­туре моющего раствора свыше 60 °С персоли выделяют атомар­ный кислород, который и является отбеливающим и дезинфи­цирующим агентом.

Моноперсульфат калия отбеливает ткань при 60 0 С. Для шерстяных и шелковых тканей применяют пероксид («перекись») водорода. Персоли - сильные окислители они разрушают ткани при длительном и многократном воздействии при высокой температуре. Снижение температуры воды при действии отбеливателей возможно за счет введения катализаторов (активаторов) отбеливания, в частности тетраацетилэтилендиамина (ТАЭД / TAED).

Физические(оптические) отбеливатели применяют для тканей из смешенных волокон, синтетических и натуральных шерстяных и шелковых тканей. Оптические отбеливатели - бесцветные флуоресцирующие органические соединения (флуорисцентные «красители») - это ароматические или гетероциклические соединения с системой сопряженных двойных связей, например производные кумарина, имидазола.. Оптические отбеливатели способны преобразовывать падающий свет ультрафиолетового диапазона в видимый свет в интервале коротких волн оптического диапазона - фиолетового, синего и голубого цвета. Это придает тканям при дневном свете голубизну и «скрадывает» желтизну; при обычном освещении эффект оптического отбеливания не проявляется. Оптические отбеливатели добавляют в СМС обычно в количестве 0,1-0,3%.

Вещества ресорбенты вводят в состав СМС для предотвращения повторного оседания загрязнения на ткани (ресорбции). С этой целью в СМС вводят полимерные добавки: для хлопчатобумажных и льняных тканей используют Na-КМЦ - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (эфир целлюлозы); для шерстяных и шелковых - поли-N-винилпирролидон, карбоксилаты

Биодобавки (ферменты) вводят в СМС для удаления загрязнений или пятен жирового происхождения и белковых веществ, содержащих протеин (следы крови, яичного белка, молока), пятна от ягод, сахара и т. п. Эффективность моющих средств с ферментами зависит от температуры моющего раствора и pH среды.

Ферменты (другое название - энзимы ) удаляют загрязнения за счет ферментативного разрушения длинных молекул загрязнений с образованием низкомолекулярных продуктов, которые легко удаляются при стирке.

Моющие средства, содержащие фермент протеазу, нельзя использовать для стирки изделий из натуральных шелка и шерсти, поскольку они также имеют белковую природу и ферменты могут разрушать ткани. Неприятный запах порошкообразных СМС, которые содержат в своем составе ферменты, устраняется введением отдушек (парфюмерные отдушки с запахом свежести или ароматов зелени, фруктов, цитрусовых).

Красители в состав СМС вводят только в средства для стирки цветных изделий под названием «усилители цвета». Их действие основано на оптическом эффекте: красители адсорбируются на поверхности тканей без химического взаимодействия с нею.

Ассортимент синтетических моющих средств. Синтетические моющие средства по форме выпуска готовых средств под­разделяются на жидкие, пастообразные и твердые - порошкообразные (в том числе гранулированные) и таблетированные.

Средства моющие синтетические порошкообразные по назначению подразделяются на порошки:

Для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей;

Для стирки изделий из искусственных, синтетических, шерстяных и шелковых тканей;

Универсальные для стирки изделий из всех вышепере­численных тканей, из смешенных волокон, кроме изделий из на­турального шелка и шерсти;

Для стирки изделий из шерстяных тканей и трикотажа;

Для стирки детского белья с преобладанием традицион­ного порошкообразного мыла.

Для стирки шерстяных, трикотажных изделий выпускаются жидкие моющие средства с низким значением pH.

По способу применения и в зависимости от типа стирки и типа стиральной машины порошкообразные СМС подразделя­ются на средства:

С пониженным пенообразованием, для машин барабанного типа;

С ненормируемым пенообразованием, для машин активаторного типа и для ручной стирки.

По особенностям состава СМС подразделяются на средства:

С химическими отбеливателями (пероксидами);

С биодобавками (энзимами);

С оптическими отбеливателями;

С химическими и оптическими отбеливателями;

Без отбеливателей и энзимов;

С фосфатами;

Без фосфатов.

Показатели качества. СМС оценивают только по внешнему виду. Порошкообразные СМС должны представлять собой гранулированный порошок от белого до светло-желтого цвета иди окрашенный. Цвет, или белизна, порошка (по шкале белых цветов) должен быть не ниже 60%. Для окрашенных порошков и порошков с биодобавками показатель цвета не определяют. Каждое конкретное наименование СМС, отличающееся от других составом, вырабатывают в промышленности по отдельным техническим условиям. Нормативные документы для определения показателей качества:

ГОСТ Р 52488-2005 «Средства для стирки. Общие технические требования»;

ГОСТ 25644-96 «Средства моющие синтетические порошкообразные. Общие технические требования».

По показателям безопасности порошкообразные СМС должны соответствовать требованиям, установленным в стандартах и санитарных нормах и правилах.

Пыль порошкообразных СМС может вызывать при вдыхании аллергическую реакцию у потребителей, поэтому содержание пыли в порошке нормируют. Порошкообразные СМС не должны сильно пылить.

Фосфорнокислые соли нормируют в строго установленном количестве по причине экологических требований.

Пенообразующая способность должна быть низкой, а пена малоустойчивой (не более 30%) в средствах для машинной стир­ки.

Определение моющей способности СМС обычно прово­дят путем стирки предварительно загрязненных стандартным загрязнителем образцов ткани в стандартной бытовой маши­не (ГОСТ 22567.15-95 «Средства моющие синтетические. Метод определения моющей способности»).

Срок годности порошков с химическими отбеливателями и/или биодобавками ограничен и составляет не менее 9 мес. Для остальных порошкообразных СМС срок годности не ограничен.

Маркировка средств для стирки проводится в соответствии с ГОСТ Р 52488-2005: наименование, включая торговое назва­ние, назначение средства, включая типы тканей и стиральных машин; наименование страны и предприятия-изготовителя с оказанием юридического адреса, товарного знака (при наличии).

Состав средства должен быть указан с учетом следующих требований:

При массовой доле в составе средства 0,2% и более: фос­фаты; фосфонаты; анионные ПАВ; катионные ПАВ; амфотерные ПАВ; неионогенные ПАВ; отбеливающие вещества на основе кислорода; этилендиаминтетрауксусная кислота и ее соли; нитрилотриуксусная кислота и ее соли; мыло (соли жирных кислот); цеолиты; поликарбокислаты;

Независимо от массовой доли в составе средства указывают: энзимы; дезинфицирующие вещества; оптические отбеливатели; ароматизирующие добавки; консерванты.

Массовую долю указывают широким диапазоном: менее 5%, 5% или более, но менее 15%; 15% или более, но менее 30%; 30% и более.

Указывается способ применения с указанием информации о рекомендуемом расходе (количестве) и/или дозировке средства в зависимости от способа стирки, степени загрязнения ткани и жесткости воды, температуры стирки или интервала температур эффективного применения средства; меры предосторожности, в том числе требования: хранить вдали от пищевых - продуктов; беречь от детей и др.; условия хранения; масса не т то (г, кг) или объем (мл, л), т. е. номинальное содержание продукции в упаковке на момент изготовления; срок годности, обозначаемый фразой «Срок годности (месяцев, лет)» с обязательным указанием даты изготовления или «Годен (использовать) до (месяц, год)»; информацию о сертификации; штрихкод продукции (при наличии).

Хранение. Порошкообразные СМС в упакованном виде должны сохранять свои потребительские свойства при температуре не более 35 °С и относительной влажности воздуха не выше 95%. Необходимо защищать средства от прямых солнечных лучей.

Упаковывают порошкообразные СМС в пачки с четырьмя клапанами, которые тщательно заклеивают. Дополнительные вкладыши не требуются, если картон покрыт специальным по­крытием, защищающим порошок от влаги. Стандартные пачки вместимостью 450 г, 600 г, 1000 г. В экономной упаковке - полиэтиленовых пакетах вместимость может быть увеличена до 1-5 кг и более.

Функциональное назначение и состав СМС определяются природой поверхностно-активного вещества и типом ткани при стирке:

Для хлопчатобумажных и льняных тканей используют анионоактивные ПАВ, которые хорошо стирают в щелочной среде. Сильнощелочная среда не оказывает разрушающего действия на хлопок и лен;

Для шелковых и шерстяных тканей используют катионоактивные и неионогенные ПАВ; шерсть и шелк устойчивы и их действию в нейтральной или слабокислой средах;

Для синтетических и смешанных тканей используют смеси ПАВ.

Таблетированные формы СМС, которые имеют определен­ное преимущество при дозировании, упаковывают в блистеры. Жидкие и пастообразные СМС фасуют в полимер­ную тару - банки, флаконы, тубы. Жидкие средства снабже­ны дозирующими колпачками (типа «пуш-пул» - толкай-тяни и «флип-топ» - крышка с защелкой).

Вспомогательные средства для стирки. К ним относятся средства для отбеливания, подсинивания, аппретирования, опо­ласкивания, антистатики, гидрофобизаторы тканей и др.

Средства для отбеливания могут выполнять основную и дополнительную функцию - удаление пятен при стирке без кипя­чения. Действующее вещество - активный химический агент: атомарный кислород или атомарный хлор.

Хлорные отбеливатели (например, “Белизна”, “АСЕ”) со­держат обычно гипохлорит натрия в стабилизированной фор­ме. При разбавлении водой происходит гидролиз гипохлорита и образуется хлорноватистая кислота, которая обладает бакте­рицидным действием. При ее разложении выделяется атомар­ный кислород или хлор: в кислой среде образуется хлор, а в щелочной среде - атомарный кислород. Преимущество таких от­беливателей в том, что они не требуют кипячения.

Кислородсодержащие отбеливатели - персоли, например перборат натрия, содержат в молекуле кисло­родные мостики -О-О-. При температуре моющего раствора 60 - 90 °С это вещество гидролизуется, выделяя пероксид водо­рода, затем атомарный кислород, который и является отбелива­ющим и дезинфицирующим агентом. Таким же действием обла­дает перкарбонат натрия и аналогичные отбеливатели.

Форма выпуска - порошкообразные и жидкие (обычные и концентрированные). Порошкообразные отбеливатели фасу­ют в пакеты или баночки из полиэтилена по 50, 100, 200, 400 г; жидкие - в полимерные бутылки или флаконы вместимостью 0,5... 1,0 л с дозирующими устройствами. Для хлорсодержащих отбеливателей рекомендуется использовать специальные уку­порочные средства с защитой от вскрывания детьми.

Ополаскиватели для белья - это мягчители, или кондиционеры, которые добавляют в воду для полоскания при ручной и при машинной стирке. Ополаскиватели содержат в составе аниона активные и неионогенные ПАВ, отдушки и консервант, который обладает бактерицидным, противогрибковым действием. Ополаскивали придают тканям мягкость, уменьшают зольность (налет). Выпускаются в виде обычных и концентрированных растворов.

Средства для антистатической обработки тканей предназначены для снятия избыточного заряда статического электричества тканей из синтетических волокон и уменьшения электризации при эксплуатации изделий. С этой целью используются средства, содержащие растворы ПАВ, которые способствуют гидрофилизации поверхности волокон и тканей, что увеличивает поверхностную электропроводимость тканей, способствуют стоку зарядов и снижению электризуемости. Антистатики выпускают в двух формах - растворы для полоскания, которые добавляют в воду, или в аэрозольных баллонах, которые наносят на поверхность изделий разбрызгиванием.

Чистящие средства. Удаление загрязнений с предметов домашнего обихода, полов, оконных стекол, окрашенных и пластмассовых поверхностей, бытовых электроприборов и бытовой сантехники производится при помощи специальных чистящих средств. В состав чистящих средств входят моющие вещества, абразивы (толченая пемза, кремнезем), антиадсорбенты, которые отделяют грязь от поверхности, регуляторы кислотности, бактерицидные вещества, отдушки.

Ассортимент чистящих средств классифицируют:

По назначению – универсальные; санитарно-гигиенические; для чистки и мытья посуды; для чистки и промывки канализационных труб; для чистки изделий из цветных и драгоценных металлов; для удаления накипи; для чистки газовых плит, электроплит и другого кухонного оборудования; для чистки обивки мебели и ковров; для чистки оконных стекол, зеркал;

По составу – абразивные и безабразивные;

По консистенции – твердые (в виде гранул, порошка, таблеток); жидкие (в виде суспензии, геля, эмульсии, крема); пастообразные. В последнее время получили широкое распространение чистящие средства в форме салфеток для чистки стекла, мебели, металла и др.

Средства для мытья и чистки посуды предназначены для удаления загрязне­ний любого типа за короткое время, при этом они должны полностью смываться при ополаскивании, быть нетоксичными и не раздражать кожу рук.

Важным тре­бованием к таким средствам является их способность обеспечивать блеск повер­хности, предотвращая потускнение стекла, фарфора и других материалов, корро­зию металла, а также появление пятен солей жесткости. Этим обусловлен сложный состав композиций для мытья и чистки посуды, аналогичный составу стиральных порошков (смесь ПАВ и неорганические активные добавки - щелочи, полифос­фаты, силикаты и др.).

Ассортимент представлен пеномоющими средствами для мытья посуды (в том числе столовой) вручную (контакт с кожей рук) и в посудомоечных машинах.

Формы выпуска: жидкости, твердые вещества (порошкообразные или таблетированные).

Жидкие средства - водные растворы анионоактивных и неионогенных ПАВ. Сочетание ПАВ делает возможным мытье посуды в широком диапазоне температур, а специальные добавки - алкилглюкозид и кокамидопропилбетаин - минимально раздражают кожу рук. Содержание ПАВ в жидких средствах составляет суммарно от 4,5 до 11,5%.

Порошкообразные и таблетированные средства для мытья в посудомоечных машинах представляют собой смесь минеральных и органических соединений: карбонат и силикат натрия, фосфаты для улучшения растворимости солей жесткости и снятия накипи, от 5 до 15% кислородсодержащих отбеливатели.

Многие порошкообразные порошки для чистки металлической посуды содер­жат абразивные материалы - жесткие (кварц и пемза молотые или порошок и др.) и мягкие (глинозем, мел, каолин и др.).

Препараты для чистки ковров в процессе применения представляют собой су­хую пену поверхностно-активных веществ, которая разрушает загрязнения и втягивает их и осевшие на ковер пылинки вглубь пленок. Для повышения вязко­сти раствора и стабильности пены вводят добавки стабилизаторов - КМЦ, поли­акриламида, полихлорвинилового спирта, фосфатов, амидов жирных кислот.

Пятновыводящие средства оказывают различные воздействия на загрязнения: растворение, солюбилизация (растворение в присутствии ПАВ веществ, которые обычно в воде нерастворимы, например, жиры), эмульгирование, диспергирование, химическое взаимодействие и биологическое воздействие. Легче выводятся све­жие пятна, со временем масляные загрязнения полимеризуются и удаляются труднее. Обычно используют смеси органических растворителей (изопропил, циклогексанол и др.), ПАВ, смеси ферментов. Химическое воздействие, например, на пятна ржавчины, оказывает щавелевая кислота.

Выпускают пятновыводящие средства для удаления определенных видов заг­рязнений, но большим спросом пользуются универсальные пятновыводители.

Усилителями химической чистки (детергентами) являются жировое мыло, смеси ПАВ (апкиларилсульфонаты, сложные эфиры сульфированных жирных кислот, сульфаты жирных спиртов, амиды и амины жирных кислот и др.

Вопросы и задания для проверки

1. Назовите группы товаров бытовой химии.

2. Как группируются клеи по происхождению?

3. В чем преимущество синтетических клеев?

4. Почему синтетические моющие средства следует применять согласно инструкции?

5. Как делятся средства для чистки по назначению?

6. Какими свойствами обладает олифа?

7. В чем отличие лака от олифы?

8. В чем отличие масляных красок от эмалей?

9. Какие требования предъявляются к маркировке товаров бытовой химии? Назовите общие требования и специфичные.

10. Какие условия необходимо обеспечивать для сохранения качества каждой подгруппы товаров бытовой химии?

11. Составьте схему экспертизы каждой подгруппы товаров бытовой химии. Отметьте специфичные особенности каждой подгруппы при проведении экспертизы.

Лекция 6

Стеклянные товары

Классификация, состав и строение.

Требования к маркировке, упаковке и условиям хранения.

Экспертиза качества

Стекло – материал аморфно-кристаллитной структуры, получаемый путем переохлаждения расплава, состоящего из различных оксидов, и независимо от химического состава и температурной области затвердевания обладающий при постепенном повышении вязкости механическими свойствами твердого тела. Переход из жидкого состояния в стеклообразное является обратимым.

Стекло – это такое состояние аморфного вещества, которое получается при затвердевании переохлажденной жидкости. Стекло неравновесно по отношению к кристаллическому состоянию, которое может реализовываться при том же составе и при тех же внешних условиях. Отличие от кристаллов состоит в отсутствии периодичности строения.

Технологический процесс производства стеклянных изделий подразделяется на следующие основные этапы:

- подготовка сырьевых материалов и приготовление шихты;

- варка стекломассы;

- формование (выработка) изделий;

- отжиг;

- декорирование изделий.

Схема технологического процесса представлена на рисунке 7.

Точность соблюдения технологических режимов на каждом из этапов оказывает существенное влияние на качество готовых изделий.

Чтобы стекло как материал в каждом отдельном случае удовлетворяло предъявляемым к нему требованиям, оно должно обладать соответствующими свойствами как в холодном состоянии, т. е. в виде стекла, так и в жидко-расплавленном, т. е. и виде стекломассы.

Рисунок 7 – Типовая технологическая получения стекла

Свойства стекла в холодном состоянии определяют физико-механическую сущ­ность изделий, а свойства стекломассы обусловливают процесс их изготовления.

Многочисленные исследования всевозможных стекол и стекломасс показали, что важнейшие свойства их находятся в функциональной зависимости от химического состава. В зависимости от физико-механических и химических свойств стёкла классифицируются по назначению следующим образом:

Стеклотара (бутыли, консервные банки, бутылки, аптекарская и парфюмерная тара и т. д.);

Стекла для изготовления изделий технического назначения (электроизоляторы, водомерные стекла, лабораторная посуда, оптика, электролампы, светофильтры и т. д.);

Стекла для изготовления изделий медицинского назначения (физиотерапевтические лампы, шприцы, кюветы, дистилляторы и т. д.);

Стекла для изготовления изделий строительного назначения (оконное, зер­кальное, витринное, армированное, узорчатое и другие плоские стекла; стеклоблоки, стеклотрубы, стекловолокно, стеклоткани и т. д.

Стекло как материал широко используют для изготовления художественных изделий и имитации драгоценных камней.

Материалы для производства стекла делят на основные и вспомогательные.

Основные материалы служат для введения в стекломассу важнейших окислов, являющихся основой для образования стекла и называемых стеклообразующи­ми. Обычно состав стекла выражается процентным содержанием окислов. Крем­незем (кварцевый песок) Si0 2 является основной частью стекла. Его содержание в стекле колеблется от 60 до 80%. Оставшуюся часть стекломассы в разных ко­личествах составляют сульфат натрия, сода, поташ, мел, бура, свинцовый сурик, барит и др. От качества кварцевого песка зависит качество стекла, так как он может содержать вредные примеси, окрашивающие стекло в нежелательные цвета. По­этому для производства стекла многие пески предварительно подвергают искусст­венному обогащению для удаления слишком крупных и особенно мелких зерен, глины, окислов железа, остатков растительной жизни и других вредных примесей.

В качестве кислотного компонента в стекло добавляют борный ангидрид В 2 О 3 . Борный ангидрид делает стекло более упругим и увеличивает показатель его преломления, в то же время он ускоряет варку, понижает вязкость стекломассы, способствует более быстрой ее очистке и значительно уменьшает кристаллиза­ционную способность.

Сульфат натрия (Na 2 S0 4) и сода (Na 2 C0 3) необходимы для введения в состав стекла окиси натрия, которая ускоряет стеклообразование и снижает температу­ру плавления кварцевого песка.

Окись калия (К 2 0) вводят с помощью поташа (К 2 С0 3). В составе стекломассы окись калия повышает прозрачность и блеск стекла.

Окись кальция СаО является одной из главных составных частей стекла, она придает ему химическую устойчивость. Вводят СаО в стекло с известняком и мелом. Химический состав их выражается формулой СаС0 3 .

Окись магния МgО снижает склонность стекол к кристаллизации и увеличивает скорость твердения, а совместно с А1 2 0 3 повышает химическую стойкость. Окись магния вводят с помощью магнезита МgС0 3 , а совместно с окисью кальция - в виде минерала доломита СаС0 3 МgС0 3 .

Окись бария ВаО вводят, главным образом, в состав оптических стекол и в со­став стекол для изготовления высокосортных художественных изделий. Сырьем для ввода ВаО является сернобариевая соль BaS0 4 в виде минерала барита, а также углебариевая соль ВаС0 3 в виде минерала витерита.

Окись свинца РbО придает стеклу высокую плотность, повышает показатель преломления, придает характерный блеск и игру цветов. В основном окись свин­ца вводят в состав оптических стекол, а также в стекла для изготовления хруста­ля и художественных изделий. Сырьем для ввода окиси свинца служит свинцо­вый глет РbО и свинцовый сурик Рb 3 0 4 .

Окись цинка ZnO снижает коэффициент термического расширения стекол и повышает химическую устойчивость. Окись цинка вводят при помощи цинковых белил ZnO или углекислого цинка ZnCO 3 .

К вспомогательным сырьевым материалам относят красители, обесцвечиватели, окислители, восстановители, глушители и осветлители.

Красителями называют такие вещества, которые, будучи введены в состав сте­кол, окрашивают их в тот или иной цвет. Так, например, соединения марганца ок­рашивают стекло в фиолетовый цвет, соединения кобальта - в синий, хрома - зеленый; никель придает стеклу дымчатую или красновато-фиолетовую окрас­ку. Соединения железа окрашивают стекла в сине-зеленый цвет (закись железа) или в желтый и коричневый цвета (окись железа).

Селен окрашивает стекло в красный и розовый цвета, золото дает так называемый «золотой рубин» от темно-красной до розовой окраски. Серебро придает стеклу зо­лотисто-желтый цвет, а медь - ярко-красный, или так называемый «медный рубин».

Обесцвечиватели - вещества, которые будучи введены в состав стекла, унич­тожают нежелательную окраску, вызванную красящими примесями, преимуществен­но окислами железа, попадающими в стекло в качестве неизбежных примесей к сырьевым материалам (мелу, песку, сульфату и т. д.).

Обесцвечивание может быть химическим и физическим. Сущность химическо­го обесцвечивания заключается в окислении закиси железа в окись, так как кра­сящее действие последней примерно в 10 раз слабее первой. В качестве окис­лителей используют трехокись мышьяка As 2 0 3 , аммонийную селитру NH 4 *N0 3 , сульфат натрия Na 2 S0 4 и др.

Физическое обесцвечивание заключается в окраске стекломассы в дополнитель­ный цвет. Так, например, если стекло, окрашенное закисью железа в зелено-голу­боватый тон, дополнительно окрасить марганцевым или селеновым красителем в розово-красный цвет, то от сложения этих цветов оно становится бесцветным. Однако светопропускаемость его при этом значительно снижается.

Глушители делают стекло непрозрачным - глухим. В качестве глушителей используют фтористые соединения (минерал криолит 3NaFAIF 3 , плавиковый шпат CaF 2) и соли кремнийфтористоводородной кислоты, например Na 2 SiF 6 . Наиболее эффективным глушителем среди фтористых соединений является криолит. Кро­ме фтористых соединений глушение стекла производят соединениями фосфора и соединениями олова. К этой группе относят костяную муку Са(Р0 4) 2 , кислый фосфорнокислый кальций CaНP0 4 *2Н 2 0 и кислый фосфорно-кислый натрий NaHP0 4 *12Н 2 0, а также окись олова Sn0 2 .

Осветлители в стекломассе быстро разлагаются с образованием большого количества газов. Эти газы, пронизывая стекломассу, захватывают мелкие газовые пузырьки, увлекают их и выводят в атмосферу. Благодаря этому стекломасса становится светопрозрачной. В качестве осветлителей употребляют азотнокислый аммоний NН 4* N0 3 , хлористый аммоний NH 4 CI, сернокислый аммоний.

Листовое стекло является базовым продуктом стекольной промышленности - это бесцветное, прозрачное натрий-кальций-силикатное стекло, изготавливаемое методами флόат или вертикального вытягивания без какой-либо дополнительной обработки поверхностей, имеющее вид плоских прямоугольных листов, толщина которых мала по отношению к длине и ширине. Обычно используют стекла с толщинами от 1,9 до 19 мм.

Флόат-стекло характеризуется исключительной ровностью и отсутствием оптических дефектов. Наибольший размер стекла, как правило, составляет 5100-6000 мм и 3210 мм, при этом толщина листа может быть даже меньше двух и достигать 25 мм. Получаемое стекло может быть прозрачным, окрашенным или иметь специально нанесенное покрытие. Стекло, изготавливаемое при помощи флоат-метода, называется флоат-стеклом и в настоящее время является наиболее распространенным типом стекла.

Получение стекла состоит в подготовке сырьевых материалов, составление шихты и варке стекла.

Сырьевые материалы в том виде, в каком они поступают на производство, не всегда бывают пригодны для использования в производственном процессе. Они могут содержать вредные примеси, зернистость не соответствует требуемой. Поэтому все сырьевые материалы предварительно обогащают, дробят, измельчают, просеивают и сушат.

Дозирование компонентов шихты осуществляется дозаторами, которые должны обеспечивать высокую точность процесса в условиях его высокой производительности. Отвешенные в соответствии с заданным составом компоненты шихты ленточным конвейером подаются в смеситель.

Под варкой стекла или стекловарением понимают термический процесс, в результате которого смесь разнородных компонентов образует однородный расплав.

Сущность процесса заключается в нагревании шихты в стекловаренных печах различных конструкций, в результате чего она превращается в жидкую стекломассу, претерпевая сложные физико-химические взаимодействия компонентов, происходящие на протяжении значительного временного интервала.

Различается пять основных этапов варки стекла:

1. Силикатообразование, на стадии которого образуются силикаты и другие промежуточные соединения. Для стекол обычного состава этот этап завершается при температуре 950-1150 C.

2. Стеклообразование, в ходе которого образовавшийся на первом этапе спек с повышением температуры плавится, завершаются реакции силикатообразования, а также происходит взаимное растворение силикатов. В расплаве силикатов протекает весьма медленное, постепенное растворение избыточного кварца, составляющее главное содержание этого этапа. К моменту его окончания образуется прозрачный неоднородный по составу расплав, включающий много пузырей. В общем случае этап стеклообразования завершается при температуре 1200-1250 C.

3. Осветление (дегазация), на протяжении которого из расплава удаляются видимые газовые включения – крупные и мелкие пузыри. Для обычных стекол этап завершается при 1500-1600 C.

4. Гомогенизация (усреднение), на стадии которой происходит усреднение расплава по составу, и он становится химически однородным. Важно отметить, что гомогенизация протекает одновременно с осветлением и в том же диапазоне температур.

5. Студка (охлаждение), в ходе которой происходит подготовка стекломассы к формованию, для чего температуру равномерно понижают до 300-400 C, добиваясь тем самым необходимой вязкости стекла.

Стекловаренная печь – это сердце стекловаренного завода, и именно здесь закладывается основа для получения качественного конечного продукта. В зависимости от количества стекла, которое нужно сварить, используются небольшие стекловаренные печи непрерывного действия.

Стекловарение является ответственным процессом с классическими задачами технологического управления, такими как измерение, управление, регулирование и вычисление. Типичными задачами регулирования являются уровень стекла, давление в печи, количество топлива и воздуха для сжигания, их соотношение.

В стекловаренной печи при высокой температуре в шихте происходят различные процессы и разнообразные превращения. При сравнительно небольших температурах (около 400°С) между материалами шихты начинаются химические реакции, ведущие к образованию силикатов. По мере дальнейшего нагревания шихта превращается в расплав различных солей. Образовавшие­ся силикаты и остатки непрореагировавших компонентов спека­ются в плотную массу. Это первая стадия варки стекла - сили­катообразование (температурный режим 800-900 °С).

При последующем повышении температуры силикаты рас­плавляются и растворяются. Образуется пенистый и непрозрач­ный расплав, пронизанный частицами материалов шихты и пу­зырьками газов, выделяющихся во время реакций. Постепенно твердые остатки шихты растворяются в расплаве, пена исчезает, образуется прозрачная стекломасса. Это вторая стадия стекло­варения - стеклообразование (протекает при температуре 1150-1200 °С).

Полученная масса содержит в себе газообразные включения различных размеров и неоднородна по химическому составу. Поэтому она пока еще непригодна для выработки изделий. Про­цесс удаления из стекломассы пузырей (дегазация) называется осветлением (температура 1400-1500 °С). Оно заключается в вы­делении газообразных включений из стекломассы при дальней­шем нагреве за счет снижения ее вязкости.