Стиральный порошок - Laundry detergent

Две формы стирального порошка: порошок и жидкость.
жидкие стиральные порошки

Стиральный порошок, или же стиральный порошок, это тип моющее средство (чистящее средство), используемое для очистки прачечная. Стиральный порошок выпускается в порошковой и жидкой форме.

В то время как порошковые и жидкие стиральные порошки занимают примерно равную долю мирового рынка стиральных порошков с точки зрения стоимости, порошковые стиральные порошки продаются в два раза больше, чем жидкие по объему.[1]

История

FEWA ранний стиральный порошок

С давних времен химические добавки использовались для облегчения механической стирки текстильных волокон водой. Самые ранние зарегистрированные свидетельства производства мыловодных материалов относятся примерно к 2800 году до нашей эры в древности. Вавилон.[2]

Немецкие химические компании разработали алкилсульфат поверхностно-активное вещество в 1917 году, в ответ на нехватку ингредиентов мыла во время Союзная блокада Германии в течение Первая Мировая Война.[1][3] В 1930-е годы коммерчески выгодные маршруты к жирные спирты были разработаны, и эти новые материалы были преобразованы в их сульфатные эфиры, ключевые ингредиенты коммерчески важного немецкого бренда FEWA, производимого BASF, и Dreft, американский бренд, производимый Procter & Gamble. Такие моющие средства в основном использовались в промышленности до Вторая Мировая Война. К тому времени новые разработки и более поздняя конверсия авиационное топливо растения для производства тетрапропилен, используется в семья моющие средства, что привело к быстрому росту бытового использования в конце 1940-х годов.[3]

Почвы

Стирка белья включает удаление смешанных загрязнений с волоконных поверхностей. С химической точки зрения почвы можно разделить на:

Трудно удаляемые почвы пигменты и красители, жиры, смолы, деготь, воск, и денатурированный белок.[4]

Составные части

Моющие средства для стирки могут содержать модификаторы (примерно 50% по весу), поверхностно-активные вещества (15%), отбеливатель (7%), ферменты (2%), грязеотталкивающие вещества.отложение агенты, регуляторы пены, ингибиторы коррозии, оптические отбеливатели, перенос красителя ингибиторы, ароматы, красители, наполнители и формулировка СПИД.[4]

Строители

Строители (также называемые хелатирующие или секвестрирующие агенты ) находятся смягчители воды. Большинство домашних водопроводов содержат растворенные минералы, особенно в жесткая вода области. Металл катионы присутствующие в этих растворенных минералах, особенно ионы кальция и магния, могут реагировать с поверхностно-активными веществами с образованием мыльная пена который гораздо менее эффективен для очистки и может осаждаться как на ткани, так и на деталях стиральной машины. Строители удаляют минеральные ионы, ответственные за жесткую воду, через осадки, хелатирование, или же ионный обмен. Кроме того, они помогают удалять почву за счет разброс. В большинстве европейских регионов вода жесткая. В Северной Америке, Бразилии и Японии вода сравнительно мягкая.

Первые строители были карбонат натрия (сода для стирки) и силикат натрия (стакан воды). В 1930-е гг. фосфаты (фосфаты натрия ) и полифосфаты (гексаметафосфат натрия ) были введены, продолжая введение фосфонаты (HEDP, ATMP, EDTMP ). Хотя эти агенты на основе фосфора обычно нетоксичны, теперь известно, что они вызывают загрязнение питательными веществами, что может иметь серьезные экологические последствия. Как таковые, они были запрещены во многих странах, что привело к разработке не содержащих фосфор агентов, таких как поликарбоксилаты (EDTA, NTA ), цитраты (тринатрийцитрат ), силикаты (силикат натрия ), глюконовая кислота и полиакриловая кислота; или ионообменные агенты, такие как цеолиты.

Щелочи, такие как сода для стирки, осаждают ионы жесткой воды и обычно используются в качестве модификаторов. Кроме того, они улучшают качество стирки. Гидрофильные волокна типа хлопок имеют отрицательный поверхностный заряд в воде, тогда как синтетические волокна относительно нейтральны. Отрицательный заряд дополнительно увеличивается за счет адсорбции анионных поверхностно-активных веществ. С увеличением pH почва и волокна становятся более отрицательно заряженными, что приводит к усилению взаимного отталкивания. Это одна из причин, по которой щелочи улучшают качество стирки, помимо таких эффектов, как омыление жиров. Однако сами по себе силы отталкивания между землей и волокнами не дают удовлетворительных результатов стирки даже при высоком pH. Оптимальный диапазон pH для хорошей моющей способности составляет 9–10,5.[5]

Строитель и поверхностно-активное вещество работают синергетически, обеспечивая удаление загрязнений, и моющий эффект строительного материала может превышать эффект поверхностно-активного вещества. С гидрофильными волокнами, такими как хлопок, шерсть, полиамид и полиакрилонитрил, трифосфат натрия удаляет почву более эффективно, чем одно поверхностно-активное вещество. С гидрофобными волокнами, такими как полиэфиры и полиолефины, эффективность поверхностно-активного вещества превосходит конструктор.

Поверхностно-активные вещества

Основная статья: Поверхностно-активное вещество
Анионные поверхностно-активные вещества: разветвленный алкилбензолсульфонат, линейный алкилбензолсульфонат и мыло.

Поверхностно-активные вещества отвечают за большую часть очищающих свойств стирального порошка. Они обеспечивают это поглощение и эмульгирование почвы в воду, а также за счет уменьшения поверхностное натяжение улучшить смачивание.

Моющие средства для стирки содержат в основном анионные и неионные поверхностно-активные вещества. Катионные поверхностно-активные вещества обычно несовместимы с анионными детергентами и имеют низкую эффективность очистки; они используются только для определенных спецэффектов, так как смягчители ткани, антистатики, и биоциды. Цвиттерионный поверхностно-активные вещества редко используются в моющих средствах для стирки, главным образом по причинам стоимости. В большинстве моющих средств используется комбинация различных поверхностно-активных веществ, чтобы сбалансировать их эффективность.

До 1950-х годов мыло был преобладающим поверхностно-активным веществом в стиральных порошках. К концу 1950-х годов так называемые «синтетические моющие средства» (синдеты), такие как разветвленные алкилбензолсульфонаты, в значительной степени заменили мыло в развитых странах.[6][7] Из-за их плохой способности к биоразложению эти разветвленные алкилбензолсульфонаты были заменены на линейные алкилбензолсульфонаты (LAS) в середине 1960-х гг. С 1980-х гг. алкилсульфаты Такие как SDS нашли все большее применение за счет LAS.

С 1970-х годов неионные поверхностно-активные вещества, такие как этоксилаты спирта приобрели большую долю в стиральных порошках. В 1990-е годы глюкамиды появились как вспомогательные поверхностно-активные вещества, и алкилполигликозиды использовались в специальных моющих средствах для тонких тканей.[4]

Отбеливатели

Основная статья: Отбеливать

Несмотря на название, современные отбеливатели для стирки не содержат бытовых отбеливателей (гипохлорит натрия ). Отбеливатели для стирки обычно стабильны аддукты из пероксид водорода, Такие как перборат натрия и перкарбонат натрия, они неактивны как твердые вещества, но выделяют перекись водорода при контакте с водой. Основными целями отбеливателей являются окисляемые органические пятна, которые обычно имеют растительное происхождение (например, хлорофилл, антоциан красители, дубильные вещества, гуминовые кислоты, и каротиноид пигменты). Перекись водорода недостаточно активна в качестве отбеливателя при температуре ниже 60 ° C, поэтому горячая стирка традиционно считалась нормой. Развитие активаторы отбеливания в 1970-х и 80-х годах позволили использовать более низкие температуры стирки. Эти соединения, такие как тетраацетилэтилендиамин (TAED), реакция и пероксид водорода с образованием перуксусная кислота, который является еще более эффективным отбеливателем, особенно при более низких температурах.[4]

Ферменты

Использование ферментов для стирки было введено в 1913 г. Отто Ром. Первым препаратом был экстракт поджелудочной железы, полученный от забитых животных, который был неустойчивым к щелочам и отбеливателям. Только во второй половине века, когда появились термостойкие бактериальные ферменты, эта технология стала широко распространенной.

Ферменты необходимы для разложения стойких пятен, состоящих из белки (например, молоко, какао, кровь, яичный желток, трава), жиры (например, шоколад, жиры, масла), крахмал (например, пятна от муки и картофеля) и целлюлоза (поврежденный хлопок фибриллы, пятна от овощей и фруктов). Для каждого типа пятен требуются разные ферменты: протеазы (савиназа ) для белков, липазы для смазок, α-амилазы для углеводов и целлюлазы для целлюлозы.

Другие ингредиенты

Многие другие ингредиенты добавляются в зависимости от предполагаемых условий использования. Такие добавки изменяют вспенивание свойства продукта либо стабилизирующий или же противодействие мыло. Другие ингредиенты увеличивают или уменьшают вязкость раствора или солюбилизируют другие ингредиенты. Ингибиторы коррозии предотвращают повреждение моечного оборудования. «Ингибиторы переноса красителя» не позволяют красителям одного изделия окрашивать другие предметы. «Противоосажденные агенты», такие как карбоксиметилцеллюлоза используются для предотвращения повторного налипания мелких частиц грязи на очищаемый продукт.[4]

Ряд ингредиентов влияет на эстетические свойства очищаемого предмета или самого моющего средства до или во время использования. Эти агенты включают оптические отбеливатели, смягчители ткани, и красители. Разнообразие духи также входят в состав современных моющих средств при условии, что они совместимы с другими компонентами и не влияют на цвет очищаемой вещи. Духи обычно представляют собой смесь много соединений, общие классы включают терпен спирты (цитронеллол, гераниол, линалоол, нерол ) и их эфиры (линалилацетат ), ароматный альдегиды (гелиональный, гексил коричный альдегид, лилиальный ) и синтетические мускусы (галаксолид ).

Рынок

Во всем мире жидкие и порошковые стиральные порошки занимают примерно равную долю рынка с точки зрения стоимости, а порошковые стиральные порошки используются более широко. В 2018 году продажи стиральных порошков составили 14 млн. метрических тонн, вдвое больше жидкостей. В то время как жидкие моющие средства широко используются во многих западных странах, порошковые моющие средства популярны в Африке, Индии, Китае, Латинской Америке и других странах. развивающиеся рынки. Пудры также занимают значительную долю рынка в Восточной Европе и в некоторых странах Западной Европы из-за их преимущества перед жидкостями при отбеливании одежды. По словам Десмета Баллестры, проектировщика и строителя химических заводов и оборудования для производства моющих средств, порошковые моющие средства занимают 30–35% рынка в Западной Европе. В соответствии с Любризол, рынок стиральных порошков растет на 2 процента ежегодно.[1]

Проблемы окружающей среды

Фосфаты в моющем средстве стала экологической проблемой в 1950-х годах и стала предметом запретов в последующие годы.[8] Фосфаты делают белье более чистым, но также вызывают эвтрофикация, особенно с бедными очистки сточных вод.[9]

Недавнее академическое исследование ароматизированных средств для стирки показало, что "более 25 Летучие органические соединения выходит из вентиляционных отверстий осушителя и содержит самые высокие концентрации ацетальдегида, ацетона и этанола. Семь из этих ЛОС классифицируются как опасные загрязнители воздуха (HAP) и два как канцерогенные ГАП (ацетальдегид и бензол) ».[10]

В Директива ЕЭС 73/404 / EEC предусматривает средний биоразлагаемость не менее 90% для всех типов поверхностно-активных веществ, используемых в моющих средствах. Содержание фосфатов в моющих средствах составляет регулируемый во многих странах, например, в Австрии, Германии, Италии, Нидерландах, Норвегии, Швеции, Швейцарии, США, Канаде и Японии.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Маккой, Майкл (27 января 2019 г.). «Почти исчезнувшие в США порошковые стиральные порошки процветают во всем мире». Новости химии и машиностроения. Американское химическое общество. В архиве с оригинала 13 декабря 2019 г.. Получено 13 декабря 2019.
  2. ^ Уиллкокс, Майкл (2000). "Мыло". В Хильде Батлер (ред.). Парфюмерия, косметика и мыло Poucher's (10-е изд.). Дордрехт: Kluwer Academic Publishers. п. 453. ISBN  978-0-7514-0479-1. В архиве с оригинала от 20 августа 2016 г. Самые ранние зарегистрированные свидетельства производства мыльных материалов относятся к 2800 г. до н.э. в древнем Вавилоне.
  3. ^ а б Сприггс, Джон (июль 1975 г.), Экономика разработки заменителей с некоторыми наглядными примерами и последствиями для мясной промышленности (PDF), Серия служебных бумаг, Университет Миннесоты, стр. 34–37, получено 9 мая 2008
  4. ^ а б c d е Эдуард Смолдерс; и другие. (2007), «Моющие средства для стирки», Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.), Wiley, стр. 1–184, Дои:10.1002 / 14356007.a08_315.pub2, ISBN  978-3527306732
  5. ^ Янсинь Юй; Цзинь Чжао; Эндрю Э. Бэйли (2008), «Разработка поверхностно-активных веществ и строителей в составах моющих средств», Китайский журнал химической инженерии, 16 (4): 517–527, Дои:10.1016 / S1004-9541 ​​(08) 60115-9
  6. ^ СНЕЛЛ, ФОСТЕР ДИ (январь 1959 г.). «Сындец и мыло». Промышленная и инженерная химия. 51 (1): 42A – 46A. Дои:10.1021 / i650589a727.
  7. ^ Ди, Фостер; Снелл, Корнелия Т. (август 1958 г.). «ОСОБЕННОСТЬ 50-ЛЕТИЯ - ПЯТЬДЕСЯТ ЛЕТ ПРОГРЕССУ МОЮЩИХ СРЕДСТВ». Промышленная и инженерная химия. 50 (8): 48A – 51A. Дои:10.1021 / ie50584a005.
  8. ^ Кнуд-Хансен, Крис (февраль 1994 г.). «ИСТОРИЧЕСКАЯ ПЕРСПЕКТИВА КОНФЛИКТА С ФОСФАТНЫМИ СРЕДСТВАМИ». www.colorado.edu. КОНСОРЦИУМ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ КОНФЛИКТОВ. Архивировано из оригинал 28 мая 2010 г.. Получено 21 марта 2017.
  9. ^ Когава, Ана Каролина; Черник, Беатрис Гамберини; ду Коуту, Леандро Джованни Домингуш; Сальгадо, Эрида Регина Нуньес (февраль 2017 г.). «Синтетические моющие средства: 100 лет истории». Саудовский фармацевтический журнал. 25 (6): 934–938. Дои:10.1016 / j.jsps.2017.02.006. ЧВК  5605839. PMID  28951681.
  10. ^ Энн С. Стейнеманн, «Химические выбросы из вентиляционных отверстий бытовых сушилок при использовании ароматизированных средств для стирки», Качество воздуха, атмосфера и здоровье, Март 2013, т. 6. Вып. 1. С. 151–156.

внешняя ссылка