Синтетические моющие средства

     Как правило, в данной группе представлены отдельно средства для стирки белого и цветного белья, хотя это разграничение  наблюдается не всегда. Стирка изделий  из хлопка и льна подобными средствами допускается с кипячением, а из шерсти и шелка – при температуре не выше 40 С. Ассортимент данных СМС наиболее разнообразен: «Лотос», «Дося», «Ariel», «Tide», «Bonux», «Миф-универсал» и т.д. Часто торговые марки универсальных СМС выпускаются с различными ароматами, что достигается введением отдушек.

     Средства  для стирки хлопчатобумажных и льняных  тканей имеют рН 1%-ного раствора 10-11,5 %. Приготовляют преимущественно из алкиларилсульфонатов, добавляя в некоторые СМС также и алкилсульфаты и алкилсульфонаты. В состав этих средств входят карбоксиметилцеллюлоза, алкилоламиды, триполифосфат натрия и до 10-15% кальцинированной соды. Помимо классических компонентов в их состав вводится до 10-15 % отбеливателей. Ассортимент данных средств не столь разнообразен, как СМС универсального назначения («Лебедь», «Детский» и др.).

     Средства  для туалетных целей готовят  на основе вторичных алкилсульфатов. В них добавляются также спирт, глицерин, отдушки и др.

     Средства  для посуды, инвентаря, домашней утвари представляют собой очень обширную группу синтетических моющих средств. По назначению они подразделяются на средства для мытья посуды, средства для мытья стекол (окон и зеркал), средства для чистки раковин, газовых плит и т.д. Они выпускаются различной консистенции: жидкие, геле-, пастообразные, сыпучие. Могут иметь различные ароматические добавки. Марочный ассортимент данной продукции весьма широк и многообразен: средства для мытья посуды – «Fairy», «Пемолюкс» и др.; средства для мытья окон - «Секунда», «Истра» и т.д.; универсальные СМС – «Чипо», «Cillit» и т.д.

     Следует отметить, что основным направлением развития ассортимента СМС является производство универсальных моющих средств с биодобавками, что дает возможность их утилизации после  использования, а также обеспечивает функциональную пригодность для стирки изделий как из природных, так и искусственных, синтетических волокон и их смеси. В то же время наблюдается четкая тенденция разделения моющих средств (особенно порошков) для ручной и машинной стирки, что обусловлено требованием ограниченного пенообразования в стиральных машинах.

     Синтетические моющие средства имеют ряд достоинств: не требуют дорогого дефицитного  сырья для изготовления; безразличны  к жесткой воде; не ослабляют прочности  многих тканей; не влияют на их окраску.

     Потребительская ценность моющих средств определяется рядом комплексных и единичных свойств, которые характеризуют как моющие средства, так и эффективность моющего процесса. Из группы функциональных свойств важнейшими являются моющая способность и универсальность.

     Моющая  способность – это комплексное  свойство, определяющее способность  моющего вещества или состава  на его основе восстанавливать чистоту  и белизну загрязненной поверхности. Оценивают моющую способность по степени белизны, достигнутой после  стирки искусственно загрязненного образца ткани в моющем растворе определенной концентрации. Моющая способность определяется природой и видом моющего вещества. На величину моющей способности влияют также характер загрязнения, природа и структура отстирываемого материала, жесткость воды, рН моющего раствора и температура стирки. Для определения моющей способности обычно применяют загрязнения, содержащие животные жиры, минеральные масла, сажу и силикаты, имитирующие уличную пыль.

     Пенообразующую  способность моющих средств характеризуют объемом или высотой столба пены, а также пеноустойчивостью, т.е.отношением первоначального значения объема или высоты столба пены к значениям этих показателей через определенный промежуток времени. Пенообразование важно учитывать при изменении режима стирки. При ручной стирке обильное и стабильное пенообразование повышает эффективность стирки, в то время как при механизированной стирке белья и мытье посуды требуется низкая пенообразующая способность.

     Универсальность. Это свойство характеризует пригодность моющих средств к проявлению основной функции в различной среде, т.е. в условиях различных значений рН, жесткости воды и температуры моющего раствора. С увеличением жесткости воды моющая способность мыла может быть утрачена полностью, так как мыло будет расходоваться на связывание ионов кальция и магния. Синтетические моющие вещества более универсальны, они в жесткой воде теряют лишь частично моющую способность и проявляют моющее действие при более низкой температуре.

     Безвредность. Безвредность моющих средств оценивают относительно человека, окружающей среды и отстирываемого материала. При характеристике безвредности оценивают и биологическую активность, так как некоторые моющие вещества обладают бактерицидными, общедезинфицирующими свойствами, а отдельные препараты – токсичностью. В отличие от мыла, легко подвергающегося биохимическому распаду, синтетические моющие вещества, содержащие в углеродной цепи бензольные ядра и разветвленные алкильные остатки, являются биологически «твердыми»: не разлагаются в водоемах, а накапливаются в них, вызывая гибель животных и растительных организмов и затруднения при очистке воды.

     Удобство  пользования моющих средств оценивают по растворимости СМС в воде, степени распыления , необходимости нагрева моющего раствора, наличию в таре приспособлений для открывания и дозирования средств и др.

     Синтетические моющие средства в настоящее время  вырабатывают по различным рецептурам (табл.1). 

     Таблица 1 Состав СМС

     Каждое  СМС предназначено для тканей определенного вида, потому что, например, ткани хлопчатобумажные и льняные устойчивы к воздействию щелочей, повышенной температуре, а ткани шерстяные и из натурального шелка, наоборот, разрушаются в водных растворах щелочей и при температуре стирального раствора выше 45-50 С.

      3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 

     СМС выпускают в форме порошка, жидкости или пасты. Технология приготовления заключается в составлении композиции, смешивании и растворении всех компонентов рецептуры. Для получения порошкообразных средств используют сушку. Далее следует расфасовка и упаковка готового продукта.

     Приготовление композиции заключается в смешивании поверхностно-активных веществ с  необходимыми по рецептуре добавками. Чтобы снизить расходы на испарение  воды, для порошкообразных средств  готовят наиболее концентрированные  композиции (до 50-60% сухого вещества), фактически представляющие собой суспензии. Затем композиции 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 СМС 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.

     Основными компонентами композиции СМС являются алкилсульфаты, алкилсульфонаты и  алкиларилсульфонаты.

     Алкилсульфаты. Представляют собой натровые соли сульфоэфиров высших жирных спиртов. Алкилсульфаты получают сульфатированием жирных спиртов с последующей нейтрализацией полученного сульфопродукта.

     Жирные  спирты получают различными способами:

1. метод гидрогенизации жирных кислот;
2. метод прямого окисления парафиновых углеводородов в присутствии борной кислоты;
3. сульфирование жирных спиртов.

     На  основе первичных алкилсульфатов выпускаются  синтетические порошки, на основе вторичных - жидкие синтетические моющие средства.

     Алкилсульфонаты. Представляют собой натровые соли сульфокислот жирного ряда, содержащие в цепи 12-18 углеродных атомов. Сырьем для получения алкилсульфонатов служат естественные и синтетические углеводороды, содержащие 14-22 атома углерода (фракции прямогонного нефтяного керосина или гидрированного синтина, выкипающие в пределах 240-300 С).

     Алкилсульфонаты можно получить двумя способами: сульфохлорированием или сульфоокислением алифатических углеводородов. Сулоьфохлорирование производится при действии на углеводороды газообразного сернистого ангидрида и хлора. Реакция ускоряется такими катализаторами, как перекисные соединения. Для успешного течения реакции необходимо облучение реакционной смеси коротковолновым светом. Обработкой едкой щелочью (15-20%-ный раствор) образовавшиеся сульфохлориды переводят в алкилсульфонаты. Получающийся готовый продукт получил название «Сульфонат», он используется для приготовления синтетических моющих средств типа «Астра», «Новость» и др. Технология получения алкилсульфонатов сравнительно проста, характеризуется низкими капитальными затратами, а сырьевая база практически не ограничена.

     Алкиларилсульфонаты. Представляют собой натровые соли алкиларилсульфокислот, являются наиболее распространенными моющими веществами. В нашей стране алкиларилсульфонаты производят в основном в виде алкилбензолсульфонатов (сульфонолы).

     Производство  сульфонола складывается из следующих  стадий:

     а) очистка керосина от ароматических  углеводородов путем экстракции последних диэтиленгликолем;

     б) фотохимическое хлорирование очищенного керосина;

     в) алкилирование бензола хлорированным керосином в присутствии катализатора – безводного AlCl ;

     г) сульфирование алкилбензола производится раствором серного ангидрида  SO в жидком сернистом ангидриде SO при пониженной температуре (10 С), так как процесс сульфирования протекает с большим выделением тепла;

     д) нейтрализация полученных алкилбензолсульфокислот  раствором каустической соды (20%-ный раствор). Температура нейтрализации не должна превышать 45-550 С;

     е) отделение несульфируемых и упаривание водных растворов сульфонола.