Таким образом, моющие вещества должны обладать способностью адсорбироваться на пограничной поверхности, т.е. обладать поверхностной активностью. Их называют поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Соли тяжелых карбоновых кислот, например CH3(CH2)14COONa, являются типичными поверхностно-активными веществами. Они содержат гидрофильную часть (в данном случае – карбоксильную группу) и гидрофобную часть (углеводородный радикал).

Животные жиры – древнее и весьма ценное сырье мыловаренной промышленности. Они содержат до 40% (насыщенных) жирных кислот. Искусственные, т.е. синтетические, жирные кислоты получают из парафина нефти каталитическим окислением кислородом воздуха. В упрощенном виде реакцию можно описать следующим уравнением:

CH3(CH2)mCH2 – CH2(CH2)nCH3 + 2,5O2
↓
CH3(CH2)mCOOH + CH3(CH2)nCOOH + H2О

Вообще говоря, для стирки можно использовать разные средства: в каких-то случаях подойдет и мыло, и сода, и стиральный порошок (а в полном отрыве от цивилизации можно попробовать стирку с древесной золой, которая , как известно, подщелачивает воду). Главное, чтобы выбранное моющее средство более или менее успешно выполняло две функции:

Ø      удаление частиц грязи с очищаемой поверхности и

Ø      перенос их в раствор.

Для этого мыло или стиральный порошок должны содержать в своем составе моющие вещества с молекулами-"смывателями", имеющими гидрофобную ("водоотталкивающую") и гидрофильную ("водолюбивую") части. Первая будет взаимодействовать с поверхностью загрязненной ткани, а вторая -- с водой; частицы грязи перейдут в водный раствор вместе с моющими веществами. Такие вещества и получили название поверхностно-активных (ПАВ). Типичные и самые распространенные ПАВ ( это соли карбоновых кислот.

Такие соли с общей формулой CH3(CH2)nCOONa содержат гидрофильную (карбоксильную группу COO--) и гидрофобную (углеводородный радикал СH3(CH2)n--) части. Тем, кто забыл школьную химию, напомним, что карбоновые кислоты состава CH3(CH2)nCOOH входят, например, в состав животных и растительных жиров. Химики называют мылами соли высших жирных кислот, включающие ионы щелочных металлов - прежде всего, стеарат, пальмитат и олеат натрия, т. е. натриевые соли стеариновой, пальмитиновой и олеиновой кислот.

Эти жирные кислоты широко распространены в природе. Они являются главной составной частью многих жиров растительного и животного происхождения. Однако в жирах они содержатся не в свободном состоянии, а в виде сложных эфиров с трехатомным спиртом - пропантриолом, который обычно называют глицерином. Вообще жиры представляют собой сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Их строение отражается приведенной ниже формулой.
Очень давно люди научились расщеплять жиры путем кипячения с растворами щелочей. Этот процесс осуществляется по следующему уравнению:  

Способы изготовления самого распространенного ПАВ -- мыла были известны уже в глубокой древности и описаны в "Естественной истории" Плиния Старшего (23--79 гг. н. э., Рим), включая даже различия в получении твердого мыла (использовалась сода - карбонат натрия, и мыло содержало катионы натрия) и жидкого мыла (вместо соды применяли поташ - карбонат калия). Источником жирных кислот служили сало и растительное масло. Особенно славилось, начиная с IX и вплоть до начала XX века, марсельское мыло на основе оливкового масла.

Сейчас для производства мыла используют не только растительные и животные жиры, но и синтетические жирные кислоты, получаемые из продуктов переработки нефти, а также канифоль (смесь смоляных кислот из сока хвойных деревьев -- "живицы"). Высшие сорта мыла варят на природном сырье -- кокосовом и пальмовом масле. В хозяйственное мыло, как правило, вводят наполнители -- соли, которые в воде подвергаются гидролизу и создают щелочную среду (например, карбонат натрия, тетраборат натрия -- бура, метасиликат натрия, триполифосфат натрия). Другой тип наполнителей помогает пенообразованию -- это клеи и крахмал.

Мытье и стирка - сложные физико-химические процессы.

Действие моющих веществ направлено на то, чтобы обеспечить как можно более полное удаление загрязнений, например жира, с поверхности раздела между тканью и моющей жидкостью.
Эффективность моющего средства зависит от нескольких факторов.

• Во-первых, существенную роль играет способность переносить грязевые частицы, которая, в основном, определяется поверхностными явлениями, связанными с электростатическим взаимодействием между частицами загрязнений и образуемой пеной.
• Во-вторых, имеет значение и эмульгирующая способность, то есть способность дробить загрязнения, например, капельки жира, на мельчайшие частицы, равномерно распределенные в воде. Это свойство моющего средства тоже обусловлено поверхностными явлениями, преимущественно электростатической природы.

·        Наконец, особенно важна способность моющей жидкости к смачиванию ткани, потому что для удаления загрязнений жидкость должна проникать в мельчайшие зазоры между загрязнениями и поверхностью ткани.

Рис.6. Принцип действия ПАВ

Так, щелочная реакция обычных мыл вредна для волокон, состоящих преимущественно из белков (например, для шерсти). Кроме того, эти мыла плохо моют в жесткой воде, содержащей растворенные соли щелочноземельных металлов. В этих условиях они образуют нерастворимые, так называемые известковые мыла, которые не только препятствуют стирке, но и оседают на тканях нерастворимым слоем.
В этом отношении и по некоторым другим свойствам преимуществами по сравнению с мылами обладают новые синтетические моющие средства. Многие из них представляют собой смеси солей органических сульфокислот с конденсированными фосфатами, а также полиборатами.

Мыльные пузыри сохраняются достаточно долго, если нет испарения. Происходит это потому, что молекулы мыла, гидрофильными (имеющими сродство к воде) концами направлены внутрь, а гидрофобными (инертными) наружу, создавая нейтральную оболочку. Эта оболочка ограждает воду и мешает испарению. Пузыри, сохраняемые в очень влажном воздухе, чтобы исключить испарение, существуют ещё дольше, рекордный срок их жизни- несколько месяцев [17].  Раствор для мыльных пузырей приготовим из жидкого мыла, которое смешаем с холодной дистиллированной водой и куда через несколько часов добавим несколько капель пропантриола (глицерина) [18]

И ещё [19]:

Добавление к калиевому мылу избытка стеариновой кислоты способствует образованию устойчивой пены. Такая композиция используется для приготовления кремов для бритья. Это из энциклопедии юного химика.
Обобщая вышесказанное, обращаю Ваше внимание на рецептуру приготовления, ибо она имеет первостепенное значение.

1. Вода должна быть дистиллированная.

2.Мыло должно быть калийное, оно же жидкое, оно же шампунь.

3.Глицерин добавлять через несколько часов.

4.Влажность в помещении, где пускаются пузыри должна быть высокая (чем больше, тем дольше срок жизни пузырей).

5. Ну это, в качестве предположения- добавьте в раствор стеариновой кислоты (немного).

Отбеливатели

Следующая по важности (после удаления общего пигментно-масляного загрязнения) характеристика порошка - это отбеливающая способность, которая проявляется непосредственно в отбеливании тканей, в возможности удаления пятен растительного происхождения (например, травы, зелени), освежении цвета, дезинфекции тканей.

О том, что отбеливание при помощи хлора вредно не только для ткани, но и для здоровья, знает сегодня, пожалуй, каждый. На смену хлоросодержащим отбеливателям пришли более щадящие, но не менее эффективные кислородосодержащие, наиболее перспективный из которых - перкарбонат натрия. Он превосходно справляется с главной задачей - химическим разложением окрашенных частей пятна на ткани, окисляя их. В результате этого процесса образуются продукты, легко удаляемые с поверхности материала. Но не стоит забывать и тот факт, что стиральный порошок, помимо отбеливающих свойств, должен и дезинфицировать. Это качество легко достигается путем повышения окисляющей способности CMC, а значит, кислородосодержащие отбеливатели в составе порошка гарантируют нам и гигиеничность стирки. Отметим, что массовые порошки, как правило, не содержат химического отбеливателя, именно поэтому требовать исключительной белизны от стирки недорогим порошком просто бессмысленно. А вот в порошках средней и высокой ценовой категории химический отбеливатель есть.

В принципе, на этом можно было бы и остановиться, если бы во всем мире не существовало устойчивой тенденции к уменьшению температуры стирки. Появилась она благодаря как широкому распространению и популярности синтетических тканей и окрашенного текстиля (верхний предел температуры стирки столь деликатных материалов зачастую ограничен 30-40°С), так и необходимости понизить затраты электроэнергии, то есть температуру и время стирки. Практика показывает, что большая часть стирок проводится при температуре от 30 до 60°С. Кислородосодержащие же отбеливатели начинают эффективно работать с 80°С и при низких температурах сами по себе малоэффективны. Казалось бы, отбеливать деликатные ткани им практически невозможно. Но, благодаря современным разработкам, эта проблема стала решаема. Лучше всего с данной задачей справляются составы, которые реагируют с пероксоионами в растворе с образованием промежуточных соединений, более активных при низкотемпературном отбеливании. Речь идет о введении в CMC активатора отбеливания. На данный момент из всех существующих активаторов лучшим признан ТАЭД, сочетающий в себе оптимальное соотношение «цена/качество». Его применение в составе CMC позволяет добиться желанного результата при низкотемпературной стирке.

Хлорсодержащие отбеливатели

Действующее вещество хлорсодержащих отбеливателей – это гипохлорит натрия или кальция, а сами отбеливатели знакомы нам давным-давно. Самым популярным хлорным отбеливателем является «Белизна», которую сегодня на территории России выпускают порядка 30 заводов бытовой химии. Некоторые производители дают фирменные наименования средствам с аналогичным составом, например, ACE (Procter&Gamble). Все хлорсодержащие отбеливатели имеют жидкую форму выпуска. Эти средства имеют неоспоримые достоинства – стоят дешево, эффективно отбеливают и дезинфицируют ткани, могут использоваться для стирки и дезинфекции поверхностей (кафельная плитка, пол). Однако они весьма агрессивны – негативно воздействуют и на кожу рук, и на ткани, снижая их прочность, токсичны и применимы только для белых тканей, при попадании на цветные – либо выедают краску, либо оставляют пятно самого неожиданного цвета. Тем не менее большинство хозяек по-прежнему использует именно «Белизну» – этот факт подтвержден статистическими данными: на 4,5 л хлорсодержащего отбеливателя приходится всего лишь 1 л отбеливателя без хлора.

Кислородсодержащие отбеливатели

Действующее вещество «отбеливателей без хлора» – это «активный кислород», точнее сильные окислители, например, перкарбонат натрия или перборат натрия. Самым ярким и активно рекламирующимся представителем этой группы средств является Vanish. Причем он имеет две формы выпуска: жидкую и порошкообразную. Считается, что кислородсодержащие отбеливатели действуют более мягко, обеспечивая сохранность тканей, могут использоваться для цветных тканей. Мы не беремся утверждать обратное, но позволим себе заметить, что окислительный процесс, происходящий при отбеливании, не может не влиять негативно на саму ткань.

Отдельно остановимся на температуре действия кислородсодержащих отбеливателей. Часть их них эффективна уже при 40°С («АСЕ био+кислород», «Бос-плюс»), в основном за счет дополнительных моющих добавок; другие – только при высокой температуре 60–100°С (Vanish Oxi Action, российские «Дакси», «Лебедь», «Персоль»). Некоторые эффективны при температуре от 40 до 90°С: Vanish Stain Remover, Snow Whiter, Neon (Reflect). В наиболее простых кислородсодержащих отбеливателях (пероксидных), например, «Персоль» (очень популярное средство, также выпускается большим числом российских производителей), кислород выделяется при температуре 80–90°С (изделия необходимо кипятить). Выделяющийся при нагревании кислород окисляет и обесцвечивает загрязнения. Кипячение с таким отбеливателем практически не уменьшает яркость красок разноцветных хлопковых и льняных тканей. Перечисленные выше средства выпускаются в виде порошков. Сегодня рынок предлагает достаточно широкий ассортимент и жидких кислородсодержащих отбеливателей зарубежного производства (Clorox, Vanish, OXI Tricks 3 in 1), а также много средств российского производства. Практически все кислородсодержащие отбеливатели можно применять для цветных тканей. Большая часть не предназначена для шерсти и шелка, поэтому перед применением следует внимательно прочесть инструкцию. Также в инструкции нужно уточнить, как следует использовать: совместно с порошком во время стирки или после стирки и тщательного полоскания. Сушить белье после стирки рекомендуется при ярком солнечном свете, так как при воздействии ультрафиолетового излучения из небольшого количества воды (содержащейся в белье) выделяется активный кислород, способствующий отбеливанию тканей. С точки зрения химии процессы, происходящие при применении обоих перечисленных типов отбеливателей относятся к так называемым окислительным реакциям, при которых происходит окисление молекул красящего вещества, что сопровождается обесцвечиванием. При этом используются сильные окислители, которые при отбеливании действуют и на ткань. Существует иной метод отбеливания, основанный на восстановительной реакции. В этом случае активной цветоразрушающей субстанцией является гидросульфит или дитионит натрия. Результат отбеливания в этом случае определяется температурой стирки и продолжительностью воздействия на ткань. По такой технологии работают отбеливатели, выпускаемые под торговой маркой K2r. По утверждению производителей, нагрузка на волокна ткани при использовании отбеливателя этого типа соответствует нормальному процессу стирки.

Оптические отбеливатели

Но существует еще один важный момент в деле достижения идеальной белизны. У нашего зрения есть характерная особенность: глаза воспринимают белый цвет любого предмета еще более ярко-белым только тогда, когда он имеет голубой оттенок. Любой другой оттенок способен приглушить белую окраску. Для того чтобы этого избежать, в состав большинства современных порошков вводятся оптические отбеливатели, оседающие на ткани при стирке. Это флуоресцирующие вещества, называемые также «белыми красителями». Они поглощают свет в ультрафиолетовой части спектра и излучают его в голубой. Таким образом они уничтожают желтизну, которая возникает у изделий из растительных, животных и синтетических волокон после химического отбеливания. В итоге белье приобретает яркость и белизну, его не нужно подсинивать.
 Следует отметить, что наличие оптического отбеливателя в составе порошков для детского белья нежелательно. Ведь задача оптического отбеливателя - остаться на одежде, и никакое полоскание его не удалит. А это может вызвать раздражение кожи малыша.

После нескольких стирок изделия из белых тканей желтеют или сереют. Для устранения появляющихся оттенков и вводят в синтетические моющие средства оптические отбеливатели. Их действие заключается в том, что они поглощают ультрафиолетовый свет (с длиной волны ~360 нм) и вновь испускают поглощенную энергию путем флуоресценции в синей области видимого спектра (при 430...440 нм). Возникающее при этом «посинение» изделия компенсирует пожелтение и делает изделие визуально более белым. Действие оптических отбеливателей напоминает действие синьки, с давних пор использовавшейся при полоскании белья после стирки. Бытовая синька или ультрамарин – природный минерал лазурит, называемый также ляпис-лазурью. В монолитном виде он используется как поделочный камень, а его очень тонкий порошок в далеком прошлом применялся в качестве синьки. В 1828 г. ультрамарин был получен искусственно в лабораторных условиях. Для этого смесь каолина, соды и серы прокаливалась в сильной струе воздуха. Состав ультрамарина выражают формулой Na6Al4Si6S4O24, однако его строение до сих пор не выяснено. Заменителем ультрамарина в быту является порошок белой глины (каолина) или мела с предварительно нанесенным на их поверхность органическими красителями синего цвета (органические синьки).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8