Научно-исследовательская работа Жидкие моющие средства



МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

БОГОРОДСКАЯ ГИМНАЗИЯ г. НОГИНСКА

Научно-исследовательской работа по химии:

«ЖИДКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ МЫТЬЯ ПОСУДЫ»

Стабилизаторы пены алкилоламиды

Цель: провести сравнительный анализ жидких средств для мытья посуды.

Задачи:

на основе школьного социологического опроса выявить наиболее часто

используемые учащимися в домашних условиях виды моющих средств для посуды;

провести сравнительный анализ наиболее популярных моющих средств по следующим показателям:

устойчивость пены;

эмульгирующая способность;

суспензирующая способность;

смываемость средства водой и др.

Авторы: Запышная Анна, Сарычева Юлия; 10 «А»

Руководитель: Ващенко Наталия Юрьевна

г. Ногинск

2010г.

Введение

Вклад химии в удовлетворение основных потребностей людей и повышение жизненного уровня весьма велик. Все сферы жизни и деятельности людей, их здоровье, питание, одежда, жилище и быт в широком смысле этого слова самым тесным образом связаны с химической продукцией. Среди химических соединений огромное количество товаров бытовой химии. С их помощью мы стираем, чистим, отбеливаем, клеим, красим, ухаживаем за растениями.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ МОЮЩИЕ СРЕДСТВА (CMC, детергенты), многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с различных твердых поверхностей. В более узком смысле под синтетическими моющими средствами обычно понимают бытовые средства.

В конце 20-х – начале 30-х годов 20 века широко применялись сульфатированные длинноцепочные спирты, которые продавались как нейтрализованные натриевые соли. Эти спирты не имели никаких добавок, кроме сульфата натрия, используемого в качестве наполнителя.

В начале 30-х годов на рынке США появились длинноцепочные алкиларилсульфонаты, полученные алкилированием бензола керосиновыми фракциями. Продукт продавали так же в виде натриевой соли, поскольку основной его составляющей был сульфат натрия. И сульфаты спиртов продавались как моющие материалы, но существенного влияния на весь рынок они не оказывали.

После второй мировой войны алкиларилсульфонаты полностью наводнили рынок, вытеснив алкилсульфаты. Однако последние впоследствии нашли широкое применение в производстве шампуней.

При этом на развитие промышленности моющих средств сильно влияли ограничивающие факторы, такие как доступность сырья. Поэтому в разных странах развитие моющей промышленности происходило с поправкой на доступность конкретного сырья в конкретной стране.

Благодаря простоте изготовления и своей универсальности, алкилбензолсульфонаты, производимые из тетрамера пропилена и бензола, быстро утвердились на рынке, вытеснив ранее использовавшиеся продукты. Этот материал впоследствии вытеснил все другие основные ПАВ и в 1950-65 гг. половина мировых моющих средств основывалась на этом веществе.

Таким образом, синтетические моющие средства окончательно утвердились на рынке. В период с 1940-1972 год объем спроса на синтетические детергенты в США увеличился в 1000 раз до 4,5 млн. тонн в год, объем спроса на мыло сократился почти в 3 раза.

Больше стали потреблять жидких моющих средств. Если в 1958 жидкие моющие средства среди общего объема синтетических моющих средств занимали в массовом выражении 22,8% рынка США, то 1972 году эта доля возросла почти до 40%, а объем потребляемых жидких СМС увеличился за этот период в 5 раз.

Тетрамерпропиленбензолсульфонат стал основным ингредиентом, используемым в производстве моющих средств вплоть до 1960-х годов. Однако в связи с широким его использованием возникла проблема сточных вод. Уровень пены в реках повышался. Этот факт связывали с тем, что основанный на пропилене алкилбензолсульфонат не полностью разрушался бактериями, присутствующими в натуральной среде.

Разветвленная цепь в линейной цепи алкилбензола препятствовала действию бактерий. В связи с этим вскоре начали применять сульфаты жирных кислот, которые разрушались очень легко, и с тех пор все природные жирные кислоты, из которых производят жирные спирты, представляют собой соединения с неразветвленной цепью, а линейный алкилбензол легко разрушался в природе под действием бактерий.

В Германии было законодательно утверждено разрешить производство лишь тех моющих средств, которые разлагаются в природе. В США же производители моющих средств приняли «джентльменское соглашение», что будут производить лишь линейный алкилбензол.

В мягкой (не содержащей солей Са, Mg, Fe) воде наиболее высокую моющую способность проявляет жировое мыло. Хорошую моющую способность имеют первичные алкилсульфаты и алкиларилсульфонаты. Более низкой моющей способностью обладают вторичные алкилсульфаты, алкилсульфонаты, катионоактивные, неионогенные синтетические моющие вещества. С увеличением жесткости воды моющая способность мыла может быть утрачена полностью, в то время как у синтетических моющих веществ она уменьшается лишь наполовину, а в присутствии электролитов почти не изменяется.

В зависимости от вида и количества нейтральных и щелочных солей моющий раствор имеет различную среду (рН) — кислую, нейтральную, слабо- и сильнощелочную.

В зависимости от рН среды изменяется также моющая способность моющих веществ.

Моющие средства представляют собой многокомпонентные смеси веществ, водные растворы которых применяют для очистки поверхности различных тел от загрязнений. В состав большинства моющих средств помимо моющих веществ (поверхностно-активных веществ, растворы которых обладают моющим действием), входят соли неорганических кислот (фосфаты, карбонаты), усиливающие моющее действие, а также отбеливающие и дезинфицирующие вещества, пенообразователи или пеногасители, ароматизирующие вещества, красители и др.

По товарной форме синтетические моющие средства разделяют на сыпучие (порошкообразные, хлопьевидные), пастообразные, жидкие и кусковые; по назначению: на бытовые и технические назначения.

Основа многих синтетических моющих средств — анионные ПАВ.

ПАВ

Поверхностно-активные вещества (сокращенно ПАВ) составляют около 50% любого жидкого моющего средства. Обычно на поверхности загрязнения вода собирается в капельки, которые притягиваются друг к другу, вместо того, чтобы проникать в структуру загрязнения. Основная задача ПАВ состоит в том, что обеспечить смачивание загрязненной ткани моющим раствором и ослабить связь загрязнения и ткани. Вторая задача ПАВ — удержать удаленные частички грязи в растворе, не давая им повторно осесть. Эффективность действия ПАВ увеличивается с повышением температуры.

Неионогенные ПАВы бывают естественного происхождения и синтетические — препараты типа ОН, полученные из окиси этилена и фенолов, жирных спиртов. Хотя ПАВы и являются основными компонентами моющих средств, моющий эффект их самих по себе слаб. В этой связи, их применяют в смеси с полезными добавками: нейтральными и щелочными солями (электролитами), отбеливателями, стабилизаторами пены, энзимами (ферментами).

ПАВ, усиливающих тот или иной эффект и смягчающих нежелательное дерматологическое действие. Некоторое распространение (особенно в США) получили синтетические моющие средства на базе анионных и неионогенных ПАВ с добавками катионных ПАВ или полимеров. Лучшим моющим действием при 25-35 °С обычно обладают ПАВ с алкильной цепью С12-С14, с ростом температуры оптимум отмечается у гомологов С14-С16.

При составлении рецептур синтетических моющих средств часто используют сочетания 2-3 ПАВ -синергетиков, различающихся растворимостью, устойчивостью к солям жесткости и моющей эффективностью в отношении твердых, жировых и белковых загрязнений. Количество ПАВ различных типов в синтетических моющих средствах достигает 35% по массе.

К ПАВ средств для ручного мытья посуды предъявляются повышенные гигиенические требования — отсутствие токсичного и раздражающего действия

Средства для поточного автоматизированного мытья посуды содержат, как правило, низкопенные неионогенные ПАВ с высокой обезжиривающей способностью и, наряду с обычным набором электролитов.

Хорошее моющее действие анионных и неионогенных ПАВ обычно достигается в щелочной области рН и в присутствии различных электролитов. Использование эффективных заменителей фосфатов в синтетических моющих средствах весьма актуально в связи с загрязнением водоемов биогенными элементами.

Фосфаты устраняют жесткость воды, нейтрализуя соли магния и кальция (чем больше солей, тем жестче вода). С уменьшением жесткости увеличивается эффективность действия ПАВ.

Флуоресцентные отбеливатели, широко используемые во всех видах синтетических моющих средств. Кол-во таких отбеливателей в рецептурах синтетических моющих средств не превышает 1%.

Отдушки, входящие в состав моющих средств, во-первых, нейтрализуют неприятный запах, выделяющийся при стирке грязного белья, а во-вторых, придают приятный запах выстиранному белью. Кроме того, приятный запах отдушки может сыграть свою роль и при покупке, в то время как сильный (и порой удушающий) может оттолкнуть потенциального покупателя.

Стабилизаторы пены (алкилоламиды) улучшают и стабилизируют пенообразование моющих средств. Для устранения повторного осаждения загрязнений в состав синтетических моющих средств вводят карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ).

Пенообразовательную способность моющих растворов характеризуют объемом или высотой столба пены, а также пеноустойчивостью, т. е. отношением объема или высоты столба пены через определенный промежуток времени после ее образования к пер-воначальному объему или высоте столба пены.

Кальциевые и магниевые соли, обусловливающие жесткость воды, заметно понижают пенообразующую способность. При появлении электролитов и алкилоламидов повышается способность моющих веществ образовывать обильную и устойчивую пену в жесткой воде.

В качестве антиресорбентов в синтетических моющих средствах обычно используют карбоксиметилцеллюлозу, полимеры или сополимеры акриловой кислоты в количестве от 0,5 до 2% по массе.

Суммируя все, мы можем выделить основные компоненты моющих средств.

1) Поверхностно-активные вещества являются главным компонентом моющих средств. Их цель – очистка загрязнений, посредством снижения поверхностного натяжения воды. Часто детергенты содержат несколько типов ПАВов, которые способствуют большей эффективности.

2) Вспомогательные вещества снижают концентрацию ПАВов, до уровня, необходимого для осуществления моющего действия. Помимо этого, создают щелочную среду и снижают жесткость воды.

3) В синтетических моющих веществах могут содержаться и другие добавки – вещества, предотвращающие повторное отложение грязи, стабилизаторы пены, ароматизаторы, ингибиторы коррозии.

Практическая часть

Для проведения школьного социологического опроса была составлена анкета. При проведении данного проекта было опрошено 100 человек. Анкетируемым учащимся было предложено ответить на следующие вопросы:

Вопросы:

Жидкое или твердое средство для мытья посуды вы используете?

Какое чистящее средство вы используете?

Что вам нравится в вашем моющем средстве?

Приносит ли ваше моющее средство ожидаемый результат?

Результаты анкетирования представлены на диаграммах 1- 4.

Рис. 1. Результаты ответов учащихся на вопрос: « Жидкое или твердое средство для мытья посуды вы используете?»

Рис. 2. Результаты ответов учащихся на вопрос: «Какое чистящее средство вы используете?»

Рис. 3. Результаты ответов учащихся на вопрос: «Что вам нравится в вашем моющем средстве?»

Рис. 4. Результаты ответов учащихся на вопрос: «Приносит ли ваше моющее средство ожидаемый результат?»

Вывод: Таким образом, из рис. 1видно, что наиболее популярными являются жидкие средства для мытья посуды. Из рис. 2. видно, что для мытья посуды 24% респондентов выбирают Fairy, 17% AOS, 16% Pril, 15% Пемолюкс, 11% Dosia, 10% Sorti, 4% Идеал и 3% Капля. Из рис. 3. видно, что большей части учащихся (40%) нравится, что средство хорошо моет, 20% респондентов устраивает, что средство хорошо смывается, а 16% — цена. Как видно из рис. 4, 95% учащихся устраивает качество используемого средства для мытья посуды.

КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ НЕКОТОРЫХ ЖИДКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ МЫТЬЯ ПОСУДЫ ИМЕЮЩИХСЯ В ПРОДАЖЕ

Качественный состав анализируемых средств для мытья посуды проводился по товарным этикеткам (см. ПРИЛОЖЕНИЕ). Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Fairy

Sorti

Dosia

Идеал

Pril

Пемолюкс

AOS

Капля

Анионные ПАВ

+

+

+

+

+

+

+

+

Неионогенные ПАВ

+

+

+

+

+

Амфолитные ПАВ

+

+

+

+

+

Консерванты

+

+

+

+

+

+

+

+

Поваренная соль (NaCl)

+

+

+

+

Краситель

+

+

+

+

Комплексообразователь

+

+

Регулятор pH

+

+

+

Ароматизатор (отдушка)

+

+

+

+

+

+

+

Вода

+

+

+

+

+

+

Загуститель

+

+

Глицерин

+

+

Бетаин



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст




sitemap sitemap