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

Современные CMC представляют собой многокомпонентные смеси, главный компонент которых - синтетические моющие вещества - в виде водных растворов снимают с поверхности твердых тел (тканей, изделий) загрязнения различной природы.

В качестве моющих веществ используют анионоактивные, катионоактивные, амфотерные (амфолитные) и неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ), имеющие сродство к жировым поверхностям и к воде. В водном растворе ПАВ смачивает частицы загрязнений, разрушает их связь с поверхностью ткани, раздробляет до мельчайших частиц коллоидных размеров, и они переходят в водный раствор в виде эмульсии (жидкие капельки) или суспензии (твердые частицы). Заряженные частицы загрязнений стабильно сохраняться в мыльном растворе, а образующаяся пена и пузырьки воздуха позволяют им всплывать на поверхность. Специальные вещества в составе CMC предохраняют ткани от повторного оседания грязи - резорбции.

Состав CMC. В современных CMC используют ПАВ, которые имеют степень биоразложения не менее 90%: алкилсульфонаты R-S0 3 Na - натриевые соли сульфокислот жирного ряда; алкансульфонаты (R - алкил С 11 -С 18) с высокой моющей способностью и высокой биоразлагаемостью (до 99%); олефинсульфонаты (R - алкил С 10 -С 14) обладают хорошим моющим действием, в том числе в жесткой воде, что особенно важно для бесфосфатных моющих средств; гидроксиолефинсульфонаты (R - алкил С 10 -С 14) и др.

Алкил сульфаты R-ОSО 3 Na - натриевые соли сернокислых эфиров высших жирных спиртов (R - алкил С 11 -С 17). Сульфаты оксиэтилированных жирных спиртов обладают высоким моющим действием и 100% биоразлагаемостью. Алкилсульфаты и алкилсульфонаты относятся к классу анионактивных ПАВ.

Из катионактивных ПАВ практическое применение имеют четвертичные аммониевые соединения с различными функциональными группами в гидрофобной цепи. Катионоактивные ПАВ используют как ингибиторы коррозии (для защиты стиральных машин), ан

тистатики, эмульгаторы; они обладают также и дезинфицирующим действием. В сочетании с неионогенными ПАВ они находят применение в моющих средствах с бактерицидным действием.

Для усиления действия ПАВ в CMC вводят щелочные соли -карбонат и силикат натрия. При гидролизе они создают щелочную среду, что смягчает воду. Кроме того, анионоактивные ПАВ проявляют свое действие только в щелочной среде. Щелочные электролиты вводят в состав CMC для хлопчатобумажных и льняных тканей. Силикат натрия замедляет коррозию металлических частей стиральных машин, усиливает антирезорбционную способность и уменьшает гигроскопичность порошкообразных CMC.

В CMC вводят нейтральные соли - сульфат и фосфат натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность CMC, он входит во все виды CMC. Моющие средства содержат также до 30% фосфорных солей - тринатрийфосфатов и полифосфатов для снижения щелочности моющих растворов до рН = 7. Это необходимо для действия таких добавок как ферменты. Действие фосфатов заключается в том, что они устраняют налет на тканях, образованный малорастворимыми соединениями, снижают зольность тканей. Полифосфаты усиливают действие ПАВ. Фосфаты имеют, однако, недостаток - загрязняют сточные воды. С целью защиты окружающей среды во всем мире отказываются от использования фосфатных соединений как основных компонентов CMC и ищут им замену среди солей органических кислот.

В состав CMC 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 резорбции грязи на шерстяных и шелковых тканях в CMC добавляют поливинилпирролидон.

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

Обильная и устойчивая пена в моющих растворах осложняет стирку в автоматических стиральных машинах барабанного типа. Для этой цели выпускают малопенящиеся средства с регулируемым пенообразованием.

Для сохранении белизны изделий белого цвета, в состав CMC вводят химические и физические (оптические) отбеливатели. Из химических отбеливателей, которые используют в CMC для льняных и хлопчатобумажных тканей, обычно применяют соли перекисных кислот (персоли), например, перборат натрия NaH 2 BО 4 ЗН 2О. При температуре моющего раствора свыше 60 °С это вещество гидролизуется, выделяя атомарный кислород, который и является отбеливающим и дезинфицирующим агентом. Химические отбеливатели - персоли - сильные окислители, они разрушают ткани при длительном и многократном воздействии. Для защиты волокон от разрушения, в CMC добавляют силикат натрия. В последнее время найдены способы активизации перекисных солей при более низких температурах моющего раствора.

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

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

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

Неприятный запах порошкообразных CMC, 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 применяют вещества (или ПАВ), обладающие фунгицидным (противогрибковым), бактерицидным или бактериостатическим действием.

Применение красителей в составе CMC 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.

Определение моющей способности CMC обычно проводят путем стирки предварительно загрязненных стандартным загрязнителем образцов ткани в бытовой машине ГОСТ 22567-15-95. Стандартный показатель моющей способности должен быть не ниже 85%.

Технология приготовления порошкообразных CMC включает приготовление композиции, сушку, расфасовку и упаковку CMC. CMC выпускают в форме порошка, жидкости или пасты.

Приготовление композиции заключается в смешении ПАВ с необходимыми по рецептуре добавками. Затем композицию 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 CMC 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.

Классификация синтетических моющих средств. В соответствии с общегосударственной классификацией ОКП «Средства моющие синтетические» относятся к подгруппе 238110 и подразделяются на 5 видов: 238111 универсальные; 238112 для хлопчатобумажных, льняных тканей и изделий из них; 238113 для изделий из шелка, шерсти, искусственных и синтетических тканей; 238114 для замачивания белья и хозяйственно-бытовых нужд; 238116 для специального назначения.

CMC, предназначенные для стирки изделий, подразделяются по следующим признакам:

по агрегатному состоянию: твердые (в виде кусков - мыло хозяйственное), порошкообразные, разновидность - гранулированные («Лотос-М», «Хенко», «Кристалл», «Сорти»), жидкие, пастообразные («Био»);

по назначению: для стирки изделий из хлопчатобумажных, льняных и смешанных волокон («Русь»);

для стирки изделий из шерсти, шелка и синтетических волокон («Ока»);

универсальные - для стирки изделий из хлопчатобумажных, льняных, искусственных, синтетических и смешанных волокон («Омо», «Тайд», «Аист-универсал», «Миф-универсал»);

CMC комплексного действия (с подсиниванием, подкрахмаливанием, антистатической обработкой и т.п.);

по способу применения: с высоким (ненормируемым) ценообразованием для ручной стирки и в стиральных машинах активатор-ного типа;

с пониженным пенообразованием - для стирки в автоматических и полуавтоматических стиральных машинах (например, «Лоск» и «Лоск-автомат»).

Мыло хозяйственное твердое - основной моющий компонент натриевая соль стеариновой кислоты. Мыло получают по тому же технологическому циклу, что и мыло туалетное. Сырьем для производства хозяйственного мыла являются саломас технический и соапстоки, которые получают при производстве маргарина и очистке растительных масел, синтетические жирозаменители, смоляные и нафтеновые кислоты (до 6% в низкосортное мыло). Хозяйственное мыло содержит 65, 70, 72% (ядровое, очищенное мыло) солей жирных кислот. Мыло должно быть не липким, без неприятного запаха сырья, не должно содержать посторонних включений. Новинкой является окрашенное и ароматизированное хозяйственное мыло. Масса единицы хозяйственного мыла 180, 250, 350 г.

Комплекс средств по уходу за бельем и одеждой включает, кроме CMC для стирки изделий - мыло хозяйственное, средства для отбеливания, подсинивания, подкрахмаливания, аппретирования, антистатической обработки изделий и другие.

ГОСТ 25644-88, 22567.1-10 - 77, 22567.14-93 предусматривают требования к составу, внешнему виду, показателям качества. Средства должны иметь установленный цвет и запах, однородную консистенцию, не слеживаться, хорошо растворяться в воде и иметь рН раствора 7,5-11,5. Порошкообразные средства должны быть однородными, рассыпающимися, сухими на ощупь, то есть не должны содержать избыток влаги. Пастообразные и жидкие не должны содержать посторонние примеси и иметь неприятный запах.

Синтетические моющие средства подлежат обязательной сертификации в системе сертификации ГОСТ Р.

Синтетические моющие средства

Синтетические моющие средства по назначению делятся на

Для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей;

Для стирки изделий из искусственных, синтетических, шерс­
тяных и шелковых тканей;

Универсальные порошки для стирки изделий из всех вышепе­
речисленных тканей, из смешанных волокон, но кроме изделий
из натурального шелка и шерсти.

Глава 11

Бытовые химические товары

Развитие ассортимента СМС осуществляется в направлении индивидуализации типа ткани (волокна): например, только для шерстяных, или только для синтетических и т. п.

По способу применения и в зависимости от типа стирки и типа стиральной машины СМС делятся на средства: -с пониженным пенообразованием - для машин барабанного

типа; - ненормируемым пенообразованием - для машин активаторного

типа и ручной стирки.

Биоразлагаемость ПАВ, применяемых для изготовления СМС, должна быть не менее 80%. Это обеспечивает приемлемый уровень экологических свойств СМС. В современных СМС используют ПАВ, которые имеют высокую степень биоразложения.

По признаку сходства химической природы анионоактивные ПАВ делят на сульфонаты и сульфаты с добавлением наименования соответствующего органического радикала (алкил-, алкан- и др.)

Алкилсульфонаты (Я - 5О 3 Ка) - натриевые соли сульфокис-лот жирного ряда; алкансульфонаты (К.-алкил С п - С ]8) с вы­сокой моющей способностью и высокой биоразлагаемостью {до 99%); олефинсульфонаты (К-алкил С ]0 - С, 4) обладают хорошим моющим действием^ в т. ч. в жесткой воде, что особенно важно для бесфосфатных моющих средств; гидроксиолефинсульфонаты (Я-алкил С ]0 - С 14) и др.

Алкилсульфаты К - ОЗО 3 - Ка - это натриевые соли сер­нокислых эфиров высших жирных спиртов (К-алкил С м - С 17). Сульфаты оксиэтилированных жирных спиртов обладают высоким моющим действием и 100% биоразлагаемостью.

Пз катионоактивных ПАВ практическое применение имеют четвертичные аммониевые соединения с различными функцио­нальными группами в гидрофобной цепи. Чаще всего их исполь­зуют в жидких моющих средствах. Катионоактивные ПАВ приме­няют как ингибиторы коррозии (для защиты стиральных машин), антистатики, эмульгаторы; они обладают также и дезинфициру­ющим действием. В сочетании с неионогенными ПАВ они находят применение в моющих средствах с бактерицидным действием.

Для усиления действия ПАВ в СМС вводят щелочные соли -карбонат и силикат натрия. При гидролизе они создают щелочную среду, что смягчает воду; кроме того, анионоактивные ПАВ про­являют свое действие в щелочной среде. Щелочные электролиты вводят в состав СМС для хлопчатобумажных и льняных тканей. Силикат натрия замедляет коррозию металлических частей сти­ральных машин, усиливает антиресорбционную способность и уменьшает гигроскопичность порошкообразных СМС.

В СМС вводят нейтральные соли - сульфаты и фосфаты натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность СМС, он входит во все виды СМС. Моющие средства содержат также до 30% фосфорных солей - тринатрийф ос фатов и полифос­фатов для снижения щелочности моющих растворов до рН ~ 7. Это необходимо для действия таких добавок, как ферменты. Действие полифосфатов заключается в том, что они образуют растворимые комплексы с ионами металлов и предотвращают выпадение в оса­док труднорастворимых соединений поливалентных катионов, а это способствует устранению налета на тканях, образованного малорастворимыми соединениями, снижают зольность (налет, оса­док) тканей. Полифосфаты, в частности гексаметафосфат натрия, в Европе выпускают под торговой маркой "Калгон", он применя­ется как добавка к СМС при стирке.

Фосфаты имеют, однако, недостаток - загрязняют сточные воды. С целью защиты окружающей среды во всем мире отказы­ваются от использования фосфатных соединений как основных компонентов СМС и ищут им замену среди солей органических кислот.

В состав СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей вводят карб о кс и метил целлюлозу - КМЦ (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.

Моющая способность современных СМС не определяется ко­личеством пены, образующейся при стирке, поскольку существуют

Глава 11

низкопенные ПАВ, обладающие высокой отстирывающей способ­ностью. Большое количество пены - это традиция ручной стирки. Для СМС, предназначенных для ручной стирки, пенообразующая способность обеспечивается введением стабилизаторов пены (ал-килоламиды). Обильная и устойчивая пена в моющих растворах осложняет стирку в автоматических стиральных машинах бара­банного типа. Для этой цели выпускают малопенящиеся средства с регулируемым пенообразованием.

Для сохранения белизны изделий 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), например перборат натрия (№Н 2 ВО 4 -ЗН 2 О). При температуре моющего раствора свыше 60 °С это вещество гидролизуется, выделяя атомарный кислород, который и является отбеливающим и дезинфицирующим агентом. Мои о персульфат калия отбеливает ткань при 60 °С. Для шерстяных и шелковых тканей применяют пероксид водорода (Н 2 О 2).

Химические отбеливатели - персоли - сильные окислители, они разрушают ткани при длительном и многократном воздействии. В последнее время найдены способы активизации перекисных солей при более низких температурах моющего раствора, напри­мер, за счет введения катализаторов (активаторов) отбеливания, в частности тетраацетилэтилендиамина (ТАЕВ).

Физические, или оптические, отбеливатели применяют для тканей из смешанных волокон, синтетических и натуральных шерстяных и шелковых тканей для повышения белизны и уст­ранения желтого оттенка белых тканей. Оптические отбеливате­ли - бесцветные флуоресцирующие органические соединения, которые адсорбируются из раствора на волокна ткани. Оптичес­кие отбеливатели обладают способностью поглощать невидимые ультрафиолетовые лучи солнечного света (300-400 нм) и преоб­разовывать их в видимые лучи голубой части отраженного света с большей длиной волны (400-500 нм), придавая тканям голубиз­ну; при обычном освещении эффект оптического отбеливания не проявляется.

_________________ Быговыехимические товары___________

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

В состав СМС для стирки синтетических волокон иногда до­полнительно вводят антистатики, которые снимают заряды ста­тического электричества с изделий после высыхания. В качестве антистатиков обычно используют неионогенные или катионоак-тивные ПАВ.

Неприятный запах порошкообразных СМС, особенно содер­жащих ферменты, устраняется введением отдушек, например парфюмерных, с использованием синтетических душистых ве-оцеств с запахом свежести или ароматов зелени, фруктов, цит­русовых. В качестве дезинфицирующих добавок чаще всего применяют вещества (или ПАВ), обладающие фунгицидньш (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.

Технические требования к порошкообразным СМС устанав­ливают по ГОСТ 25644-96 "Средства моющие синтетические по­рошкообразные. Общие технические требования".

Глаза 11

Бытовые химические товары

Показатели качества СМС оценивают только по внешне­му виду: порошкообразные СМС должны представлять собой гранулированный порошок от белого до светло-желтого цвета или окрашенный. Цвет, или белизна, порошка (по шкале белых цветов) должна быть не ниже 60%, Для окрашенных порошков и порошков с биодобавками показатель цвета не определяют. На каждое конкретное наименование порошка, отличающего­ся от других составом, разрабатывают отдельные технические условия.

По показателям качества порошкообразные СМС должны со­ответствовать требованиям, приведенным в табл. 11.1.

Таблица 11.1 Показатели качества порошкообразных СМС

Показатели 4, 5 и 6 обеспечивают сохранность имущества по­требителя (стиральная машина, вещи).

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"). Показатель моющей (отстирывающей) способности СМС рассчитывают по формуле

М = ^-^МОО%,.

где К, - коэффициент отражения выстиранной ткани;

К 0 - коэффициент отражения исходной белой ткани до загряз­нения;

/?з - коэффициент отражения ткани, загрязненной стандартным загрязнителем.

Срок годности порошков с химическими отбеливателями и (или) биодобавками ограничен и составляет не менее 9 мес. Для остальных порошкообразных СМС срок годности не ограничен. Устойчивость свойств СМС обеспечивает хранение упакованного товара при температуре не выше 35 °С, относительной влажности не более 95% в условиях защиты от прямых солнечных лучей.

Упаковывают порошкообразные СМС в пачки с четырьмя кла­панами, которые тщательно заклеивают. Дополнительные вклады­ши не требуются, поскольку картон покрыт специальным матери­алом, защищающим порошок от влаги. Стандартные пачки - вмес­тимостью 450, 600, 1000г. Экономная упаковка-полиэтиленовые пакеты. Вместимость в этом случае может быть увеличена до 1; 3; 5 кг.

Таблетированные формы СМС, которые имеют определенное преимущество при дозировании, упаковывают в стрипы и 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).

Мыло хозяйственное

Мыло хозяйственное - это смесь натриевых (иногда калиевых) солей жирных кислот, чаще всего стеариновой, пальмитиновой, олеиновой, Мыло хозяйственное получают по тому же технологи­ческому циклу, что и мыло туалетное (см. главу 12). Сырьем для производства хозяйственного мыла являются саломас техниче-

Глава 11

скии и соапстоки, которые получают при производстве маргарина и очистке растительных масел; синтетические жирозаменители, смоляные и нафтеновые кислоты. Для придания твердости и улуч­шения растворимости добавляют канифоль, силикат натрия.

Основное назначение хозяйственного мыла - для замачивания, стирки или кипячения белья из хлопчатобумажных и льняных тка­ней; для мытья жирной посуды; ухода за жилыми помещениями; для мытья сильно загрязненных рук. Недостаток - высокая щелоч­ность мыла, затруднения при стирке в жесткой воде (выпадение осадка кальциевых солей жирных кислот). Достоинство - безо­пасность и высокие экологические свойства натурального мыла жировой варки, утилизация в природе.

Хозяйственное мыло твердое выпускают в виде кусков массой 90, 130, 150, 200, 250, 300, 350, 400 и 500 г.

По качественному числу, т. е. содержанию жирных кислот, хо­зяйственное мыло делят на три группы: 1 -я группа - не менее 72%; 2-я - не менее 70%, 3-я группа - не менее 65%. По степени очистки (цвету) оно бывает обыкновенное и осветленное; по способу варки и дальнейшей обработке мыло бывает клеевое (наименее чистое), ядровое, пилированное (дополнительно гомогенизированное). Наи­более качественное - пилированное 72% мыло.

Мыло должно быть нелипким, без неприятного запаха сырья, не содержать посторонних грубых включений. Хозяйственное мыло может быть окрашенным (например, белым, голубоватым, желтым), содержать легкие ароматизаторы. Для специальных целей в мыло добавляют абразивные порошки (мыло для механиков), либо антисептические добавки (фенол, крезол) для целей ветери­нарии и т. п.

Мыло хозяйственное упаковывают в зависимости от массы в пачки из бумаги, бумажные пакеты или коробки (групповая упа­ковка), а затем в транспортную тару - ящики дощатые или ящики из гофрированного картона. Хранят хозяйственное мыло в сухих, закрытых, хорошо проветриваемых помещениях (на складах с ак­тивной вентиляцией) при температуре не ниже -5 °С и относи­тельной влажности не выше 75%. Гарантийный срок хранения мыла - 6 мес. со дня выработки.

Бытовые химические товары

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.

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.

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.

Отжиг и обработка

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.