Моющие средства. 
Товароведение моющих средств

Природа моющих средств. Моющими средствами называют сложные органические соединения, применяемые в чистом виде или с добавками для стирки изделий из текстильных волокон и мытья различных предметов домашнего обихода. Эти средства облегчают также отбеливание и крашение тканей, изготовление эмульсий и суспензий при получении пищевых товаров, красочных составов, очистку и измельчение руд и других природных материалов, повышают антифрикционную способность смазочных материалов и т. д.

Основной (активной) частью моющих средств являются моющие вещества. Они представляют собой органические соединения, обладающие поверхностной активностью, способностью образовывать пену и полуколлоидный раствор в воде. Благодаря поверхностной активности они понижают поверхностное натяжение воды, увеличивая тем самым ее смачивающую способность.

В молекуле моющих веществ имеется длинная углеводородная цепь R, которая для случая мыла на основе стеариновой кислоты Ci? H35COONa содержит 17 атомов углерода и короткую часть в виде реакционной солеобразующей (карбоксильной) группы.

Полярная часть молекулы обусловливает растворимость мыла в воде, неполярная (гидрофобная) — затрудняет, тормозит растворение и стремится вытеснить молекулу мыла из моющего раствора на поверхность. В связи с этим мыло в растворе концентрируется главным образом на поверхности моющего раствора. При взбалтывании оно образует пену, которая способствует удалению загрязнений из моющего раствора и характеризует наличие в растворе неизрасходованного моющего вещества.

Адсорбируясь на поверхности моющего раствора, покрывая его, мыло снижает поверхностное натяжение воды, в результате чего вода легче смачивает другие тела, проникает в трещины и т. д.

Соотношение длины неполярной и полярной частей в молекуле обусловливает различную растворимость моющего вещества в воде.

С увеличением длины углеводородной цепи понижается растворимость, но повышается твердость моющего вещества. Например, мыло на основе стеариновой кислоты твердое, имеет низкую растворимость в воде комнатной температуры. При добавлении жирных кислот с меньшим количество углеродных атомов улучшается растворимость мыла. Моющие средства содержат Обычно от 8 до 20 углеродных атомов в неполярной части, образуя полуколлоиды, т. е., находятся в растворе как в виде молекул, так и в виде более крупных частиц (агрегатов).

Мыло содержит карбоксильную группу — СООН, способную взаимодействовать с солями кальция и магния, содержащимися в жесткой воде. Это приводит к образованию нерастворимого «известкового мыла», оседающего на ткани и отрицательно сказывающегося на ее прочности.

При производстве других видов моющих веществ карбоксильную группу блокируют или заменяют на иную реакционную полярную группу.

Таким образом, свойства моющих веществ зависят от вида и длины углеводородной части и природы активной группы. Углеводородная часть моющих веществ может содержать радикал ароматический, например бензольный остаток (арил).

Бензол содержит лишь шесть углеродных атомов, поэтому в ароматический цикл вводят несколько углеводородных групп (алкильный остаток). Моющие вещества с таким радикалом называют алкиларильными.

Моющие вещества в зависимости от строения углеводородного радикала и активной группы делят на следующие типы:

• 1. Алкилкарбонаты (мыла) общей формулой RCOONa.
• 2. Алкилсульфаты:
  • а) первичные;
  • б) вторичные;
• 3. Алкилсульфонаты.
• 4. Алкиларилсульфонаты.
• 5. Алкиламмонийхлориды катионоактивные моющие вещества.

Мыла получают переработкой жирового сырья, сульфаты и сульфонаты являются синтетическими моющими веществами.

Перечисленные моющие вещества называют ионогенными. В водном растворе они диссоциируют на ионы.

Мыла, сульфаты и сульфонаты являются анионактивными, так как образуют поверхностно-активный отрицательно заряженный ион. Менее распространены неионогенные моющие вещества.

Они в воде не диссоциируют, но растворяются благодаря наличию в молекуле большого числа гидрофильных групп, например ОН.

Неионогенные моющие вещества бывают естественного происхождения (сапонины из мыльного корня, конского каштана и других растений) и синтетические — препараты типа ОН, полученные из окиси этилена и фенолов, жирных спиртов.

Сущность моющего процесса. Моющее действие обусловлено способностью моющих веществ адсорбироваться на поверхностях воды и твердых тел, повышать их смачиваемость, образовывать пену и устойчивые взвеси частиц в воде.

Как известно, загрязнения представляют собой смесь твердых частиц (пыли, сажи, соли и др.) и жировых, а также потовых пленок, прилипших к поверхности тканей и других предметов.

Чтобы удалить загрязнения необходимо:

• — отделить загрязнение от очищаемой поверхности;
• — перевести грязевые частицы в моющий раствор;
• — удержать их в моющем растворе до его смены и устранить возможность повторного осаждения на очищаемую поверхность.

Трудность удаления загрязнений водой связано с гидрофобностью поверхности грязевых частиц. Чтобы отделить (оторвать) загрязнение, моющая жидкость должна обладать хорошей смачиваемой способностью (содержать мыло или другое поверхностно-активное моющее средство). Моющая жидкость легко проникает в поры тканей и других материалов, в трещинки грязевых частиц, а также между загрязнениями и отстирываемой поверхностью. Частицы грязи набухают, дробятся, обволакиваются пленкой мыла, при этом уменьшается сцепление частиц грязи между собой и очищаемой поверхностью. При небольшом механическом воздействии (перетирании руками или в стиральной машине) частицы загрязнений легко отделяются и переходят в раствор, где находятся во взвешенном состоянии.

В процессе отрыва загрязнений от очищаемой поверхности происходит одновременно их измельчение, эмульгирование (перевод жировой части загрязнения в раствор) и суспензирование (распределение твердых частиц загрязнений в моющем растворе).

Выше было сказано, что моющие средства находятся в растворе в виде молекул и агрегатов. Агрегаты образуют более прочные пленки вокруг переведенных в моющий раствор частиц грязи, что предотвращает слипание частиц грязи и повторное осаждение их на материале.

В процессе стирки в моющий раствор попадает большое количество пузырьков воздуха. При этом они обволакиваются пленкой мыла. Пузырьки воздуха, заключенные в мыльную пленку, как имеющие малый удельный вес, стремятся всплыть на поверхность. При всплывании на поверхность мыльного раствора прочность пленок вокруг пузырьков воздуха увеличивается, так как они покрываются вторым слоем молекул мыла, расположенным на границе раздела воды и воздуха. Сталкиваясь, они образуют пену. Концентрация мыла в пленке вследствие накопления молекул мыла выше, чем в моющем растворе.

Пена способствует механическому уносу загрязнений. При взбалтывании моющего раствора частицы загрязнений, покрытые мыльной пленкой, прилипают к пленкам пузырьков и вместе с ними всплывают, сталкиваясь в пене.

Таким образом, моющий раствор хорошо смачивает загрязнение, облегчая их набухание, измельчение и перевод во взвешенное состояние в раствор. Механическое воздействие, повышенная температура и пена облегчают осуществление моющего процесса.