Изучение эффективности стиральных порошков при различных условиях стирки

ПАВ

Удаление общего пигментно-масляного загрязнения обеспечивают ПАВ (поверхностно-активные вещества), благодаря которым происходит смачивание ткани моющим раствором, они также ослабляют связь загрязнений с тканью, стабилизируют удаленные загрязнения в растворе. "Удерживают" загрязнения в растворе антиресорбенты, препятствуя их повторному осаждению на ткань.

Действие ПАВ усили

вают 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:

Ø удаление частиц грязи с очищаемой поверхности и

Ø 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

 Скачать реферат