Меню

Моющее средство с силикатом натрия

Рубрика технолога: «Несколько слов о стиральном порошке для профессиональной стирки»

Известно, что основной объем потребляемых сегодня препаратов для профессиональной стирки — это, конечно, синтетические моющие средства (СМС), а также средства, дополняющие их действие: отбеливатели, средства для удаления пятен, кондиционеры.

Для того чтобы оценить вклад сырьевой составляющей «среднестатистического» моющего средства в стоимость стирки, мне бы хотелось рассмотреть вопрос «построения» наиболее распространенного типа СМС — стиральных порошков.

Ранее мы уже касались вопроса о веществах, входящих в состав профессионального порошка. Это поверхностно-активные вещества (ПАВ), антиресорбенты, отбеливатели, комплексообразователи, специальные добавки, ингибирующие процесс переноса красителя, а также энзимсодержащие препараты, усиливающие моющее действие ПАВ, и «наполнители».

Обычно ПАВ, применяемые в синтетических моющих средствах, делят на три класса: анионные, неионогенные и катионные.

Молекулярная структура любого поверхностно-активного вещества почти всегда одна и та же: длинная гидрофобная (водоотталкивающая) цепочка, на одном конце которой — гидрофильная («любящая воду») группа. В водном растворе такая макромолекула может ионизироваться таким образом, что ее гидрофильная группа будет нести отрицательный заряд (анион), обуславливающий поверхностную активность раствора. Это свойство анионных ПАВ. Они, как правило, обладают высокой способностью удалять частицы загрязнений, диспергирующими свойствами и достаточным пенообразованием. Именно этот класс ПАВ чаще всего применяются в СМС.

Ионизация может пройти и так, что гидрофильная группа получает положительный заряд (катион). Наиболее распространенная область применения подобных ПАВ — мягчение тканей и придание им антистатических свойств.

Неионогенные ПАВ вообще не ионизируются. Они проявляют хорошую способность к удалению масляных загрязнений, диспергированию загрязнений и предотвращению их повторного осаждения на очищаемую поверхность. Неионогенные ПАВ используются в составах моющих средств в композициях с анионными ПАВ или сами по себе.

Существуют различные технологии получения стиральных порошков: распылительная сушка детергентов низкой плотности, агломерация и сухое смешение продуктов высокой плотности.

Изначально при производстве стиральных порошков применялся в основном метод распылительной сушки: водный раствор ПАВ и наполнитель подаются путем распрыскивания в колонну, — на выходе получается мягкий порошок низкой насыпной плотности (от 0,25 до 0,5 г/мл).

При распылительной сушке ПАВ могут находиться в водном растворе с низким содержанием активного вещества, а «лишняя» вода удаляется в процессе сушки.

При агломерации требуются ПАВ с высоким содержанием активного вещества. Агломерация включает процесс объединения сухих веществ с жидкими связующими для получения гранулированных частиц. Плотность продуктов агломерации, как правило, лежит между 0,5 и 1,0 г/мл, чаще всего — ближе к верхней границе интервала.

Сухое смешение заключается непосредственно в смешении сухих порошковых ингредиентов. Этот метод имеет ряд недостатков. В частности, это ограниченный выбор ПАВ в порошковой форме, а также неоднородность состава, вызываемая различием в плотности компонентов.

Хотелось бы рассмотреть состав «условного» стирального порошка, получаемого методом агломерации, в состав которого входит отбеливатель и наиболее распространенные анионные ПАВ. Пример представлен в таблице.

Наверное, имеет смысл остановиться чуть более подробно на характеристике веществ, входящих в состав представленной «условной» рецептуры порошка. Композиции моющих средств для стирки помимо ПАВ содержат значительное количество (до 70% по массе) неорганических щелочных и нейтральных электролитов (сложных фосфатов, силикатов, карбоната, гидрокарбоната и сульфата натрия и др.). Для лучшей работы веществ поверхностного действия в стиральные порошки добавляют различные щелочные добавки, такие как кальцинированная сода (карбонат натрия) и силикаты. Их задача частично растворить жиры, присутствующие на ткани, и превратить их в соединения, которые легко растворяются в воде.

Назначение Компонент % масс
Неионогенный ПАВ Этоксилат спирта 6-8
Анионный ПАВ Линейная алкилбензолсульфокислота 2-10
Структурообразователь Натрий карбонат 15-30
Структурообразователь и противокоррозионный агент Натрий силикат 1-5
Отбеливатель Натрий перкарбонат 5-20
Вещества, предотвращающие повторное осаждение Карбоксиметилцеллюлоза 0,3-5
Оптический отбеливатель Флоуресцентный отбеливающий агент 0,1
Наполнитель Сульфат натрия До 100
Читайте также:  Средство моющее универсальное прогресс 1000 мл

Как уже отмечалось, в состав порошков могут входить и другие компоненты — отбеливатели, комплексообразователи, ингибиторы срыва красителя, активаторы, пеногасители. Все эти вещества не являются обязательными, но зачастую именно они придают порошкам дополнительную эффективность.

Перекисные отбеливатели эффективно работают при температуре от 60-800С. В последнее время стало актуальным стремиться к повышению эффективности отбеливания при более низких температурах. Это связано с распространением синтетических тканей, повышенным спросом на окрашенный текстиль, а также необходимостью снизить энергозатраты (включая и температуру, и время стирки). Поэтому помимо отбеливателя, в состав порошка включают активатор отбеливания — наиболее часто используемым является тетраацетилэтилендиамин (TAED). Его наличие его в рецептуре позволяет снизить температурный предел, при котором начинают «работать» твердые формы перекиси водорода, такие как перборат или перкарбонат натрия.

В качестве комплексообразователя традиционно используют триполифосфат натрия. Он способен уменьшать жёсткость воды и тем самым улучшать моющее действие. Однако в этой же роли могут выступать и цеолиты (алюмосиликаты), применение которых позволяет повысить степень биоразложения порошков.

Далее в рецептуре приведены вещества, являющиеся полезными добавками. Они не применяются в больших количествах, но, тем не менее, оказывают влияние на качество стирки. Таким веществом выступает карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), которая предотвращает повторное осаждение загрязнений.

Еще одна интересная добавка — флюоресцентые (оптические) отбеливатели. Принцип действия данных веществ основан на том, что, будучи адсорбированными на ткани, под действием солнечного света они накапливают энергию, поглощая ультрафиолетовую составляющую света, а в отсутствии его — сами испускают свет в голубой части спектра. Благодаря этому цвет выстиранной ткани кажется ослепительно белым. В отличие от химических отбеливателей, оптические отбеливатели ткани не повреждают, но и не удаляют пятна. Их основная задача — противодействовать видимому пожелтению тканей.

Надо коснуться назначения «наполнителя» нейтрального электролита. В нашем случае — это сульфат натрия, количество которого в некоторых случаях может быть вполне сопоставимо с основными действующими веществами. Иногда в порошках низкого ценового диапазона в качестве наполнителя может применяться обычная поваренная соль. Наполнители выполняют функцию «утяжелителя» порошка и сами по себе не обладают способностью удалять загрязнения. Тем не менее, не совсем корректно будет сказать, что наполнители — это «пустая порода». При растворении нейтрального электролита в воде появляется некий избыток положительных ионов натрия. Эти положительные ионы «притягивают» молекулы ПАВ как раз на наиболее загрязненные места ткани. Однако данный механизм действия справедлив только при определенном диапазоне концентраций действующих веществ.

В состав стиральных порошков могут быть включены и энзимы — биодобавки, которые способствуют удалению пятен различного происхождения и усиливают моющее действие ПАВ. Энзимы «работают» в мягких условиях и при температуре не выше 600С. Применение таких биопорошков позволяет осуществлять качественную стирку при невысоких температурах.

Все эти пространные описания «условного» порошка обусловлены желанием разобраться в том, как же влияет состав стирального порошка на его качество и, соответственно, на правильность подбора средств для профессиональной стирки.

Зачастую, определяющим моментом при подборе средств для профессиональных прачечных, является так называемая «цена стирки за килограмм белья». Вот что думает по этому поводу химик-технолог, коммерческий директор ООО «Волгоградбытхим» Игорь Величко:

«В последнее время значительно увеличилось количество стиральных порошков, поставляемых по тендерам, аукционам. Помимо государственных учреждений, которые обязаны проводить закупки, руководствуясь законом 94-ФЗ о госзакупках, профессиональные прачечные также проводят тендеры. Как сделать так, чтобы получить качественный порошок за минимальную цену? По закону, организуя тендер, нельзя указывать конкретного производителя и марку, но можно указать характеристики, состав, моющую способность и другие свойства стирального порошка. Вы проводите тендер, указав состав дорогого порошка, а вам в котировочной заявке предлагают порошок в четыре раза дешевле, декларируя те же характеристики. Тендер выигрывает самое дешевое предложение. В итоге, вы можете получить непонятно что.

Читайте также:  Моющее средство с пульверизатором

Сколько может стоить самый дешевый порошок? По нашему опыту, себестоимость сырья самой дешевой рецептуры, не башенного, гранулированного порошка, произведенного в соответствии с ГОСТ Р52488-2005 составляет не менее 10 рублей за 1 кг (с НДС). В состав такой рецептуры входят кальцинированная сода, ПАВ, немного силикатов, КМЦ, отдушка, наполнители. Сюда нужно прибавить стоимость упаковки, зарплату, общепроизводственные расходы, энергетику и т. д. Показатели у всех разные, зависят от производительности, нормы прибыли, региона, логистики и т. д. Если все показатели минимальные, то на складе производителя цена за 1 кг порошка в мешке будет составлять 16,5 рублей. Далее доставка, отсрочка, складские расходы дистрибьютора, его прибыль и цена становится 20 рублей. Такой порошок уже может соответствовать ГОСТ и обладать моющей способностью 85%.

А если нужно отстирать по-серьезному? Тогда нужно «усиливать» рецептуру. Добавление приблизительно 5% ПАВ, 12% триполифосфата натрия, 0,3-0,5% энзимов, 10% кислородосодержащего отбеливателя и активатора отбеливания увеличивает стоимость порошка ориентировочно на 20 руб/кг.

Итак, резюмируя, получим, что сырье для порошка с составом: Анионные ПАВ 5-15% (9%), неионогенные ПАВ 25%, перкарбонат натрия 5-15 % (10%), TAED активатор отбеливания Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Источник



Моющее средство с силикатом натрия

2. СВОЙСТВА И НАЗНАЧЕНИЕ АКТИВНЫХ ДОБАВОК В СИНТЕТИЧЕСКИХ МОЮЩИХ СРЕДСТВАХ

2.1. Жидкие добавки
2.1.1. Растворы силиката натрия

В качестве неорганических активных добавок в производстве CMC используются щелочные соли — силикаты натрия. Порошкообразные моющие средства содержат от 2 до 10% (масс.) силиката натрия, который вводится в CMC в виде водного раствора (жидкое стекло).
Силикаты натрия — натриевые соли кремневых кислот общей формулы mNa2O*nSiO2 .Отношение числа молекул Si02 и Na20 называют кремнеземным модулем; он определяет растворимость и другие свойства силикатов натрия, значение его колеблется от 1,0 до 4,0. В CMC для стирки тканей, как правило, применяют силикат натрия с модулем 1,7 — 2,5, в CMC для очистки твердых поверхностей — 0,5 -1,0. 28

Таблица 5. Значения рН растворов метасипикета натрия различной концентрации

Жидкое стекло имеет сильную щелочную реакцию, так как гидролиз их протекает с образованием гидроксид-ионов:

Метасиликат натрия существует в двух кристаллических формах: с пятью молекулами воды (температура плавления 78,2 °С) и с девятью молекулами воды (температура плавления 48 °С). Первая форма содержит 42,5% (масс.) воды, вторая — 57,3% (масс.) воды.
Значения рН раствора метасиликата натрия в зависимости от его Концентрации приведены в табл. 7. Из литературных источников известно, что силикаты натрия уменьшают деструкцию триполифосфа-та натрия при производстве CMC и являются хорошими ингибиторами коррозии металлов. Минимальной защитной концентрацией Na2Si03 в растворе является 700 мг/л. Кроме того, силикатно-фосфатные добавки уменьшают критическую концентрацию мицеллообразования ПАВ и увеличивают их поверхностную активность.
Растворы силиката натрия при рН ниже 10,9 становятся неустойчивыми (выделяется кремневая кислота в виде геля); при нагревании они разлагаются с выделением аморфного кремния. Образование нерастворимой кремневой кислоты может происходить при хранении порошкообразных CMC. Это обусловлено поглощением СО2 воздуха и понижением рН среды. Деполимеризация силиката протекает с выделением Si02. Средство борьбы с этим явлением — применение непроницаемой для паров воды и воздуха упаковки и увеличение содержания силиката в CMC. В закрытых сосудах растворы жидкого стекла хорошо сохраняются, но на воздухе разлагаются и тем сильнее, чем выше кремнеземный модуль.
Силикаты натрия способствуют получению сыпучих порошков, улучшают моющую способность готового продукта, предохраняют ткань от повторного осаждения на ней загрязнений, уменьшают деструкцию триполифосфата натрия; они стабилизируют рН раствора, понижают пылеобразование моющих порошков, улучшают их товарные качества, обладают слабым дезинфицирующими действием.
При добавлении водорастворимых силикатов (мета- и ортосиликатов натрия) насыпная плотность порошков увеличивается.

Таблица 6. Плотности водных растворов силикатов различной концентрации

Источник

Силикат натрия, применение в промышленности

Силикат натрия — это натриевая соль кремниевой кислоты. Входит в состав пищевых продуктов в качестве эмульгатора как добавка Е550.
Силикат натрия — распространенное в природе вещество.

Силикат натрия известен под названием жидкое стекло.

Является составной частью различных минералов, почв, полевого шпата.

Химическая формула Na2SiO3.

Виды силикатов натрия:

  • Силикат натрия (Sodium Silicate);
  • Мета-силикат натрия (Sodium Metasilicate).

В лабораторных условиях жидкое стекло было в первый раз получено немецким профессором минералогии и химии Непомуком фон Фуксом в 1818 году.

Химико-физические свойства жидкого стекла

Силикат натрия представляет собой порошок белого цвета, не имеет вкуса и запаха.

Жидкое стекло растворимо в холодной воде, образует густой коллоидный раствор. Водные растворы силиката натрия имеют сильную щелочную реакцию. Выпариванием жидкости из раствора силиката натрия получают твердое аморфное вещество. Из перенасыщенного раствора жидкого стекла получают гидрофильный сорбент — силикагель.

Водный густой раствор силиката натрия имеет свойство при нагревании до трехсот градусов увеличивать свой объем в восемь раз.

Производство силиката натрия

На предприятиях жидкое стекло получают в результате химической реакции гидроксида натрия с диоксидом кремния, которая происходит при температуре в 1000 градусов Цельсия. Другие способы получения жидкого стекла состоят в кристаллизации расплавов из стекол или осаждении из газовой фазы и растворов, содержащих силикат натрия.

Где используется жидкое стекло

Силикат натрия применяют во многих сферах производства:

  • как эмульгатор Е550 при изготовлении сыпучих продуктов, таких как сахар-песок, сухие молочные смеси, полуфабрикаты для приготовления теста;
  • как добавку к мылу, стиральным порошкам, другим моющим средствам для снижения слеживания, увеличения объема и пенообразования ;
  • в составе медицинских присыпок;
  • в косметических средствах — пудре, тенях для век, сухих румянах.
  • в металлургической промышленности — для брикетирования металлической мелочи и стружки;
  • в сварочном деле — для электродных обмазок;
  • в металлообрабатывающей промышленности — для закалки и электрорезки металлов;
  • в мыловаренной промышленности — как добавка в мыло и стиральный порошок, для изготовления моющих паст и порошков;
  • в бумажной промышленности — для картонно-бумажной тары;
  • в резиновой промышленности — для получения белой сажи и других целей.

Силикат натрия используют в лакокрасочном и бумажном производстве. Кроме того, из жидкого стекла делают цемент, бетон, многие строительные смеси.

Силикаты натрия — это не что иное, как водный и втоже время щелочной раствор силикатов натрия или жидкое стекло.

Силикат натрия в стиральном порошке

Натрия силикат является заменителем фосфатов в стиральных порошках и служит для смягчения воды. Он значительно повышает эффективность и качество стирки, препятствует отложению солей на внутренних конструкциях стиральных машин. Силикат натрия — защелачивает раствор и способствует удержанию частиц грязи в растворе во взвешенном состоянии

Силикат натрия входит в состав некоторых стиральных порошков.

Вред силиката натрия

Вредное воздействие силиката натрия мы можем ощутить в двух случаях:

  • если пищевая добавка Е550 есть в продуктах питания;
  • если жидкое стекло есть в составе косметических, лекарственных или моющих средств.

Силикат натрия может вызывать аллергические реакции при употреблении внутрь или при взаимодействии с кожей.

В группе риска люди, склонные к аллергии и маленькие дети. В некоторых странах пищевая добавка Е550 запрещена в продуктах питания.
Вредное воздействие на организм жидкого стекла еще недостаточно изучено.

Чтобы минимизировать возможный вред для здоровья, желательно выбирать продукты питания, стиральные порошки и косметику без силиката натрия.

Для стирки детских вещей рекомендуем использовать детский стиральный порошок без химии.

Источник

ЗОЖ: здоровый образ жизни © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом!

Концентрация, и.