Изучение эффективности стиральных порошков при различных условиях стирки (стр. 7 из 13)

Действие ПАВ усиливают комплексообразователи, которые еще и устраняют жесткость воды, смягчают ткани после стирки. Нельзя не упомянуть и о щелочах (сода, карбонат натрия и т.д.), которые поднимают уровень pH, усиливая эффективность воздействия ПАВ на жировые пятна.

Если попытаться дать определение, то мытьем можно назвать очистку загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ. В качестве жидкости в быту используют главным образом воду. Хорошая моющая система должна выполнять двойную функцию: удалять загрязнение с очищаемой поверхности и переводить его в водный раствор. Значит, моющее средство также должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с загрязняющим веществом и переводить его в воду или водный раствор. Следовательно, молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную и гидрофильную части. Фобос – по-гречески означает страх, боязнь. Значит, гидрофобность означает боящийся, избегающий воду. Филео – по-гречески – люблю, а гидрофильность – любящий, удерживающий воду. Гидрофобная часть молекулы моющего вещества обладает способностью взаимодействовать с поверхностью гидрофобного загрязняющего вещества. Гидрофильная часть моющего вещества взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает с собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу.

Таким образом, моющие вещества должны обладать способностью адсорбироваться на пограничной поверхности, т.е. обладать поверхностной активностью. Их называют поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Соли тяжелых карбоновых кислот, например CH₃(CH₂)₁₄COONa, являются типичными поверхностно-активными веществами. Они содержат гидрофильную часть (в данном случае – карбоксильную группу) и гидрофобную часть (углеводородный радикал).

Животные жиры – древнее и весьма ценное сырье мыловаренной промышленности. Они содержат до 40% (насыщенных) жирных кислот. Искусственные, т.е. синтетические, жирные кислоты получают из парафина нефти каталитическим окислением кислородом воздуха. В упрощенном виде реакцию можно описать следующим уравнением:

CH₃(CH₂)mCH₂ – CH₂(CH₂)nCH₃ + 2,5O₂
↓
CH₃(CH₂)mCOOH + CH₃(CH₂)nCOOH + H₂О

Вообще говоря, для стирки можно использовать разные средства: в каких-то случаях подойдет и мыло, и сода, и стиральный порошок (а в полном отрыве от цивилизации можно попробовать стирку с древесной золой, которая , как известно, подщелачивает воду). Главное, чтобы выбранное моющее средство более или менее успешно выполняло две функции:

- удаление частиц грязи с очищаемой поверхности и

- перенос их в раствор.

Для этого мыло или стиральный порошок должны содержать в своем составе моющие вещества с молекулами-"смывателями", имеющими гидрофобную ("водоотталкивающую") и гидрофильную ("водолюбивую") части. Первая будет взаимодействовать с поверхностью загрязненной ткани, а вторая -- с водой; частицы грязи перейдут в водный раствор вместе с моющими веществами. Такие вещества и получили название поверхностно-активных (ПАВ). Типичные и самые распространенные ПАВ ( это соли карбоновых кислот.

Такие соли с общей формулой CH₃(CH₂)_nCOONa содержат гидрофильную (карбоксильную группу COO^--) и гидрофобную (углеводородный радикал СH₃(CH₂)_n--) части. Тем, кто забыл школьную химию, напомним, что карбоновые кислоты состава CH₃(CH₂)_nCOOH входят, например, в состав животных и растительных жиров. Химики называют мылами соли высших жирных кислот, включающие ионы щелочных металлов - прежде всего, стеарат, пальмитат и олеат натрия, т. е. натриевые соли стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислот.

Эти жирные кислоты широко распространены в природе. Они являются главной составной частью многих жиров растительного и животного происхождения. Однако в жирах они содержатся не в свободном состоянии, а в виде сложных эфиров с трехатомным спиртом - пропантриолом, который обычно называют глицерином. Вообще жиры представляют собой сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Их строение отражается приведенной ниже формулой. Очень давно люди научились расщеплять жиры путем кипячения с растворами щелочей. Этот процесс осуществляется по следующему уравнению:

Способы изготовления самого распространенного ПАВ -- мыла были известны уже в глубокой древности и описаны в "Естественной истории" Плиния Старшего (23--79 гг. н. э., Рим), включая даже различия в получении твердого мыла (использовалась сода - карбонат натрия, и мыло содержало катионы натрия) и жидкого мыла (вместо соды применяли поташ - карбонат калия). Источником жирных кислот служили сало и растительное масло. Особенно славилось, начиная с IX и вплоть до начала XX века, марсельское мыло на основе оливкового масла.

Сейчас для производства мыла используют не только растительные и животные жиры, но и синтетические жирные кислоты, получаемые из продуктов переработки нефти, а также канифоль (смесь смоляных кислот из сока хвойных деревьев -- "живицы"). Высшие сорта мыла варят на природном сырье -- кокосовом и пальмовом масле. В хозяйственное мыло, как правило, вводят наполнители -- соли, которые в воде подвергаются гидролизу и создают щелочную среду (например, карбонат натрия, тетраборат натрия -- бура, метасиликат натрия, триполифосфат натрия). Другой тип наполнителей помогает пенообразованию -- это клеи и крахмал.

Мытье и стирка - сложные физико-химические процессы.

Действие моющих веществ направлено на то, чтобы обеспечить как можно более полное удаление загрязнений, например жира, с поверхности раздела между тканью и моющей жидкостью. Эффективность моющего средства зависит от нескольких факторов.

· Во-первых, существенную роль играет способность переносить грязевые частицы, которая, в основном, определяется поверхностными явлениями, связанными с электростатическим взаимодействием между частицами загрязнений и образуемой пеной.

· Во-вторых, имеет значение и эмульгирующая способность, то есть способность дробить загрязнения, например, капельки жира, на мельчайшие частицы, равномерно распределенные в воде. Это свойство моющего средства тоже обусловлено поверхностными явлениями, преимущественно электростатической природы.

· Наконец, особенно важна способность моющей жидкости к смачиванию ткани, потому что для удаления загрязнений жидкость должна проникать в мельчайшие зазоры между загрязнениями и поверхностью ткани.

Рис.6. Принцип действия ПАВ

Так, щелочная реакция обычных мыл вредна для волокон, состоящих преимущественно из белков (например, для шерсти). Кроме того, эти мыла плохо моют в жесткой воде, содержащей растворенные соли щелочноземельных металлов. В этих условиях они образуют нерастворимые, так называемые известковые мыла, которые не только препятствуют стирке, но и оседают на тканях нерастворимым слоем.

В этом отношении и по некоторым другим свойствам преимуществами по сравнению с мылами обладают новые синтетические моющие средства. Многие из них представляют собой смеси солей органических сульфокислот с конденсированными фосфатами, а также полиборатами.

Мыльные пузыри сохраняются достаточно долго, если нет испарения. Происходит это потому, что молекулы мыла, гидрофильными (имеющими сродство к воде) концами направлены внутрь, а гидрофобными (инертными) наружу, создавая нейтральную оболочку. Эта оболочка ограждает воду и мешает испарению. Пузыри, сохраняемые в очень влажном воздухе, чтобы исключить испарение, существуют ещё дольше, рекордный срок их жизни- несколько месяцев [17]. Раствор для мыльных пузырей приготовим из жидкого мыла, которое смешаем с холодной дистиллированной водой и куда через несколько часов добавим несколько капель пропантриола (глицерина) [18]

И ещё [19]:

Добавление к калиевому мылу избытка стеариновой кислоты способствует образованию устойчивой пены. Такая композиция используется для приготовления кремов для бритья. Это из энциклопедии юного химика.
Обобщая вышесказанное, обращаю Ваше внимание на рецептуру приготовления, ибо она имеет первостепенное значение.

1. Вода должна быть дистиллированная.

2.Мыло должно быть калийное, оно же жидкое, оно же шампунь.

3.Глицерин добавлять через несколько часов.

4.Влажность в помещении, где пускаются пузыри должна быть высокая (чем больше, тем дольше срок жизни пузырей).

5. Ну это, в качестве предположения- добавьте в раствор стеариновой кислоты (немного).

Отбеливатели

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

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