Изобретение относится к кислотным моющим средствам на основе органических кислот и может быть использовано для мытья внешних поверхностей и удаления минеральных загрязнений оборудования и поверхностей на предприятиях пищевой промышленности. Описанное средство включает лимонную кислоту, метансульфоновую кислоту, смесь неионогенных ПАВ, воду, а также содержит метилглициндиуксусную кислоту и/или пропилендиаминтетрауксусную кислоту, взятые в синергетическом соотношении при следующем соотношении компонентов, мас.%: лимонная кислота 2,3-4,6; смесь неионогенных ПАВ 1,5-5,2; метилглициндиуксусная кислота и/или пропилендиаминтетрауксусная кислота 3,2-4,8; метансульфоновая кислота 0,5-10,5; вода-остальное. Для приготовления средства использована метансульфоновая кислота, полученная в результате окисления воздухом по бесхлорной технологии, а система поверхностно-активных веществ выбрана из группы, состоящей из этоксилированных жирных кислот: капрет-9карбоновой кислоты, гексет-4карбоновая кислоты и/или алкилполигликозида. Технический результат — создание экологичного жидкого кислотного средства на основе оптимального соотношения биоразлагаемых органических кислот с высокой очищающей способностью. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.
Изобретение относится к композиции концентрированного жидкого моющего средства, содержащей менее 25% воды от веса композиции, поверхностно-активное вещество, полимер, усиливающий действие поверхностно-активного вещества, который повышает градиент снижения межфазного поверхностного натяжения на по меньшей мере 15%, и жирную кислоту. При этом указанный полимер, усиливающий действие поверхностно-активного вещества, содержит от 25% до 60% гидрофильной основной цепи и от 75% до 40% гидрофобных боковых цепей. Указанная гидрофильная основная цепь полимера, усиливающего действие поверхностно-активного вещества, выбрана из группы, состоящей из этиленоксида, пропиленоксида, бутиленоксида и их смесей, и гидрофобные боковые цепи полимера, усиливающего действие поверхностно-активного вещества, выбраны из группы, состоящей из винилацетата и винилпропионата и их смесей. При этом указанная композиция инкапсулирована в водорастворимом пакетике. Техническим результатом является обеспечение концентрированного жидкого моющего средства с уменьшенным содержанием жирных кислот и поверхностно-активного вещества, улучшение удаления гидрофобных загрязнений и возможность использования указанной композиции для инкапсуляции в водорастворимом пакетике. 23 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
Настоящее изобретение относится к составам технических моющих средств на основе органических растворителей, а разработанная рецептура смесевого растворителя предназначена для очистки установок безвоздушного распыления от остатков высоковязких компонентов полиуретановых и полимочевинных мастик по завершении процесса их нанесения. Описан смесевой растворитель, содержащий смесь ароматических углеводородных растворителей — толуола, и/или ксилола, и/или сольвента и хлорорганических растворителей — трихлоэтилена и/или перхлорэтилена, и дополнительно в качестве моющей и одновременно пассивирующей (антикоррозионной) добавки он содержит жирные кислоты таллового или растительных масел, имеющие кислотное число не менее 170 мг KОН/г, при следующем соотношении между ингредиентами, мас.%: толуол, и/или ксилол, и/или сольвент — 40-45; трихлоэтилен и/или перхлорэтилен — 45-50; жирные кислоты таллового или растительных масел — 5-10. Технический результат — получение негорючего смесевого растворителя с высокой эффективностью моющего действия при удалении остатков высоковязких компонентов полиуретановых и полимочевинных мастик, обладающего консервирующим действием по отношению к углеродистым сталям. 4 табл.
Настоящее изобретение относится к области концентратов поверхностно-активных веществ, способам их изготовления и содержащим их композициям моющих средств. Предложен концентрат поверхностно-активного вещества, содержащий по меньшей мере 75% по существу полностью нейтрализованного анионного сульфатированного поверхностно-активного вещества, от 5% до 25% карбоновой кислоты, где от 4% до 96% карбоновой кислоты находится в форме свободной кислоты, при этом карбоновая кислота представляет собой жирную кислоту, содержащую в среднем от 8 до 28 атомов углерода; способ его изготовления и содержащая его композиция моющего средства. Технический результат — создание высокоэффективного концентрата анионного сульфатированного ПАВ, уменьшение воздействия на окружающую среду и раздражающее действие концентрата или композиции готового продукта. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к минеральному моющему средству. Средство может быть получено смешением компонентов. При этом характеризуется тем, что сплавление компонентов — жирных кислот, взятых в количестве 10÷70%, гидратированных силикатов натрия/калия, взятых в количестве 20÷80%, и мыльной стружки, взятой в количестве, необходимом для достижения общего объема компонентов 100%, осуществляется без применения свободной воды при температуре до 110°С. Использование настоящего способа получения приводит к получению моющего средства, обладающего пролонгированным действием, при котором в процессе стирки переход активных компонентов в водный раствор происходит постепенно, что увеличивает эффективность процесса.
Использование: в бытовой химии. Сущность: чистящее средство содержит, %: лимонную кислоту 1,3-1,6, этиловый спирт 3,3-3,7, олеиновую кислоту 7,1-7,9, 25%-ный водный раствор аммиака 2,4-2,9, каолин 21,9-23,5, консервант 0,2-0,6, воду — остальное. Технический результат — обеспечивается эффективная очистка поверхности изделий из золота, серебра, латуни, меди, мельхиора. 3 табл.
В первой статье рассказывалось о классификации, свойствах, группах карбоновых кислот. Сегодня речь пойдет о том, где, в основном, применяются карбоновые кислоты.
- В химпроме — сырье для органического синтеза. Используются в производстве мыл, моющих средств, сложных эфиров, смазочных масел, эмульгаторов, инсектицидов, катализаторов, растворителей, пластификаторов, лаков, смол и клеев, гликолей, пластиков, реактивов для флотации, ПАВ и многих других нужных для промышленности и быта веществ.
- В пищепроме — в качестве консервантов, стабилизаторов, антиоксидантов, ароматизаторов.
- В фармацевтике используются для синтеза лекарственных препаратов и дезинфицирующих средств.
- В косметической индустрии — для получения ароматических веществ, парфюмов, изготовления кремов и мазей.
- В металлургии, текстильной отрасли, кожевенном и бумажном производстве, сельском хозяйстве, в аналитической химии.
Лимонная кислота — многоосновная (трехосновная) карбоновая кислота. Твердое вещество с бесцветными кристаллами. Хорошо растворяется в воде. Считается слабой кислотой. Востребована в пищепроме как регулятор кислотности, вкусовая добавка, консервант (Е330). Используется в медицине, производстве косметических продуктов и препаратов бытовой химии; для травления печатных плат. В нефте- и газодобыче входит в состав буровых растворов; в строительстве ее добавляют в цементные и гипсовые смеси для замедления схватывания.
Стеариновая кислота — высшая одноосновная алифатическая кислота. Белые, нерастворимые в воде кристаллы. Широко используется для производства мыл, синтетических ПАВ, резины, густых смазок, клеящих паст; эфиров для пищепрома (стабилизаторы, антиоксиданты); входит в состав свечей, косметических продуктов. Применяется в текстильном и кожевенном производстве.
Бензойная кислота — одноосновная ароматическая кислота. Твердое кристаллическое вещество без цвета. Сильное антисептическое средство в пищепроме (добавка Е210) и медицине; сырье в органических синтезах для получения фенола, бензоилхлорида, пластификаторов (гликолей). Применяется в парфюмерии. В химпроме используется для изготовления красителей.
Салициловая кислота — двухосновная ароматическая кислота. Бесцветное твердое вещество, плохо растворяется в воде. Проявляет слабые кислотные свойства, а также свойства фенола. Используется в качестве антисептика в медицине, при производстве фармпрепаратов (наружных мазей и растворов, аспирина, противотуберкулезных средств и др.). Востребована в пищепроме как консервант. Применяется в орг. синтезе для изготовления красителей и ароматических веществ; реактив в колориметрии.
Смотрел тут лекцию одного из зарубежных топовых составителей рецептур. Где он простенько и наглядно рассказывал о моющих средствах. И в голову пришло понимание.
Вот я рассматриваю тут составы, пишу разные названия. Иногда рассказываю как то, или иное работает. Но почему я не додумался сначала сделать маленький ликбез о том, что вообще из себя представляют моющие продукты в целом? Какова их конструкция и особенности?
Потому решил себе попробовать на поприще до ужаса простого описания. Вдруг кому-то это надо? Да и надеюсь, когда этот цикл статей завершится, 1, 2, а то и 100 человек вникнут в суть. Научаться понимать и «читать составы». Смогут правильно и, главное, свободно без маркетинговой составляющей выбирать бытовую химию.
Ну начнем с классического. Попрошу людей разбирающихся не плеваться и ничем в меня не кидаться. Статью я переписывал 5 раз, пока она не получилась до безобразия простой. Все же подавляющее большинство просит писать просто.
Сегодня я расскажу о структуре моющих средств. И не какого-то конкретного направления, а общего.
Наполнители бытовой химии
В жидких моющих средствах чаще всего это вода. В порошкообразных это различные инертные соли, такие, как сульфат натрия, иногда встречается сульфат магния и т.д. Наполнитель, на первый взгляд, может показаться абсолютно бесполезным.
Но это не так. В случае с водой, многие ПАВ и другие добавки просто не будут эффективно работать, т.к. на их эффективность очень влияет их концетрация. Также моющие средства с наполнителем куда более просты и удобны в использовании, в частности их проще дозировать. В порошкообразных я не рассматриваю такие наполнители, как карбонат натрия, бикарбонат натрия и т.п. Они не совсем инертны и вносят существенный вклад в процесс мойки.
Поверхностно-активные вещества в химии
Самая страшная часть для хемофобов. От того и самая питательная дли этих троллей. Но ладно. Компонент, механизм которого является фундаментом в химии моющих средств. Именно он обеспечивает максимальный вклад в эффективность.
Бывают: анионные, катионные и неионогенные. Упрощая — первые отлично работают в щелочной и нейтральной среде, вторые отлично работают в кислотной и нейтральной среде, последние работаю в обоих средах. Но бывает множество исключений!
Комплексообразователи, они же хелаты или хелатирующие агенты
Различные соли и полимеры трилоны, фосфаты, цитрат натрия, акриловые полимеры и т.д., с разными механизмами действия. Служат для смягчения воды, т.к. ПАВ не очень любят жесткую воду. Опять же, упрощая — такие соли, встречаясь с «ионами жесткости Ca, Mg и т.д.», образуют с ними растворимые в воде большие комплексные соединения.
Которые уже никак не мешают ПАВ и другими ингредиентам работать. Далее эти комплексы уносятся в канализацию. Полимерные комплексообразователи в большинстве случаев служат не для связывния солей жесткости, для предотвращения их осаждения на поверхностях (как в чайнике, например) и эти полимеры работают совместно с обычными хелатами.
Дезинфицирующие добавки в моющей химии
Здесь уже богатый выбор. Самое распространенное, это всякие доместосы и белизна. Их главный дезинфицирующий ингредиент — гипохлорит натрия, реже гипохлорит кальция. Зачастую сильно щелочные средства.
• из курса биологии вспомните значение терминов «гидрофильный» и «гидрофобный».
Высшие карбоновые кислоты
Высшими карбоновыми кислотами (сокращенно ВКК) называют карбоновые кислоты, в молекулах которых содержится от 12 до 22 атомов Карбона. Как и углеводороды, высшие карбоновые кислоты могут быть насыщенными и ненасыщенными.
Среди насыщенных высших карбоновых кислот чаще всего встречаются стеариновая и пальмитиновая кислоты.
Молекула пальмитиновой кислоты содержит на два атома Карбона меньше, чем стеариновая: CH3-(CH2)14-COOH, или C15H31COOH.
Стеариновая и пальмитиновая кислоты — твердые белые воскообразные вещества без запаха, жирные на ощупь, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях, легкоплавкие (у стеариновой кислоты £пл = 70 °С, у пальмитиновой £пл = 63 °С). Их используют для изготовления свечей, напалма, масел, косметических средств и различных сортов мыла.
Ненасыщенных высших карбоновых кислот существует гораздо больше, чем насыщенных. Среди них наиболее распространены кислоты:
Ненасыщенные высшие карбоновые кислоты — бесцветные или светло-желтые маслянистые жидкости без запаха, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы во многих органических растворителях. Их применение в технике принципиально не отличается от насыщенных кислот, но они гораздо важнее для человека в качестве питательных веществ в составе жиров, о чем вы узнаете в следующем параграфе.
Высшие карбоновые кислоты в воде не растворяются, однако их соли со щелочными элементами хорошо растворимы в воде, к тому же они проявляют моющее действие. Это возможно потому, что:
• соли имеют ионное строение, а ионные соединения лучше растворяются в воде, чем молекулярные;
• у анионов ВКК можно выделить сильнополярную «головку» (карбоксильную группу) и неполярный «хвост» (карбоновую цепь):
Полярная часть аниона гидрофильная, т. е. «стремится» к водному окружению. Углеводородная цепь, наоборот, является гидрофобной частью, т. е. пытается «убежать» из водного окружения. Благодаря этому в водном растворе соли ВКК образуют специфические частицы — мицеллы: в одном месте собирается много анионов ВКК, которые ориентируются так, чтобы гидрофобные хвосты были направлены внутрь частицы, а гидрофильные «головки» — наружу, т. е. к воде (рис. 34.1).
Благодаря образованию мицелл соли ВКК обладают достаточно хорошей растворимостью в воде и проявляют моющее действие. Такие вещества называют поверхностно-активными веществами (сокращенно ПАВ). Поверхностно-активными являются все соли ВКК с ионами щелочных элементов, в частности натрий стеарат C17H35COONa, калий стеарат C17H35COOK и др.
Соли ВКК используют для изготовления мыла. Обычное хозяйственное мыло на 72 % состоит из солей ВКК, все остальное в составе мыла — это вода, остатки натрий гидроксида, натрий карбоната и другие примеси. Для изготовления туалетного мыла удаляют нежелательные примеси и добавляют красители, ароматизаторы и другие вещества для улучшения товарного вида. Соли натрия являются основой твердого мыла, а соли калия — жидкого.
Конечно, не только соли ВКК являются поверхностно-активными веществами. К ним относятся другие производные карбоновых кислот и углеводородов, которые используют для изготовления синтетических моющих средств, с которыми вы ознакомитесь при дальнейшем изучении химии.
Моющее действие мыла
Вы уже знаете, что благодаря возможности образования мицелл поверхностно-активные вещества проявляют моющее действие. Капельки жира и другие частицы грязи являются гидрофобными: если они находятся вблизи мицелл, то «прячутся» от воды внутри мицелл и в таком виде плавают в воде. Таким образом, жир становится растворимым в воде (рис. 34.2).
Если грязь прилипла к какой-то поверхности, действие ПАВ будет таким же: частицы ПАВ окружают грязь, отрывают ее от поверхности и охватывают со всех сторон, благодаря чему частицы грязи становятся водорастворимыми. Если промыть поверхность водой, то грязь смоется с мылом и поверхность будет чистой (рис. 34.3).
У мыла есть один существенный недостаток. Водопроводная вода в большинстве регионов Украины является жесткой, т. е. содержит в значительной концентрации ионы кальция Ca 2 + и магния Mg 2 +, с которыми анионы ВКК образуют осадок. Поэтому при использовании мыла в жесткой воде она становится мутной (рис. а). В некоторых регионах Украины вода мягкая, т. е. содержит незначительное количество ионов Ca 2+ и Mg 2+ и не «мешает» использованию мыла (рис. б). Хотя у такой воды проявляется другой недостаток: если вы намылили руки, то мыло смыть очень сложно, долго чувствуется мылкость.
При использовании мыла в жесткой воде в емкости собирается много неприглядного на вид осадка, и многие считают, что это отмытая грязь. Конечно, этот осадок не добавляет чистоты, но и грязью он не является — это нерастворимые соли ВКК.
При стирке в жесткой воде нерастворимые в воде соли оседают на волокнах тканей. После стирки такие ткани на ощупь более жесткие, чем до стирки, поэтому и воду стали называть жесткой.
Мыльные пузыри также существуют благодаря ПАВ, их в определенной степени можно назвать гигантскими мицеллами. Мыльный пузырь представляет собой тоненькую пленку воды, на поверхности которой плотным частоколом расположены анионы ПАВ, направленные гидрофобной частью в сторону воздуха. Вода внутри пленки достаточно быстро стекает в нижнюю часть пузырька, из-за чего пленка становится тоньше и вскоре лопается.
Интересно, что в изготовлении мороженого и стирке много общего. Мороженое — это замороженная эмульсия. Вспомните из § 3: эмульсия — это грубодисперсная смесь двух жидкостей, не растворяющихся друг в друге, например смесь масла и воды. И действительно, главные компоненты мороженого — молочный жир и вода. Поскольку они друг с другом не смешиваются, то со временем жир всплывет вверх и мороженое расслоится еще до того, как замерзнет. Для того чтобы расслоение не происходило, к мороженому добавляют эмульгаторы. Эмульгаторы являются поверхностно-активными веществами, они окружают мелкие капельки жира гидрофобными хвостами, а их гидрофильные головки направлены к воде. Такая эмульсия может существовать длительное время. Майонез — это также эмульсия, которая образуется при смешивании масла с яйцом. Эмульгатором в этом случае является лецитин, содержащийся в яичном желтке. Эмульгаторы — достаточно распространенные вещества, их используют во многих отраслях, в частности для изготовления пищевых продуктов, где необходимо предотвратить расслоение компонентов.
На греческом hydro означает «вода», philia — «любовь», phobos — «ужас, страх». Объясните значение терминов «гидрофильный» и «гидрофобный».
Наличие у частицы большого гидрофобного фрагмента и небольшого гидрофильного фрагмента предопределяет возможность наличия у веществ поверхностной активности и моющего действия.
407. Какие соединения относятся к высшим карбоновым кислотам?
408. Приведите молекулярные формулы и названия высших карбоновых кислот, о которых говорилось в параграфе. Какие из них являются насыщенными, а какие — ненасыщенными?
409. Какие вещества являются мылом? Чем они отличаются от ВКК?
410. Объясните, почему ВКК нерастворимы в воде, а их соли — растворимы.
411. Опишите моющее действие мыла.
412. Как вы считаете, почему анионам ПАВ в водных растворах «выгодно» образовывать мицеллы?
Задания для усвоения материала
413. На примере стеариновой и пальмитиновой кислот проиллюстрируйте зависимость температуры плавления органических веществ одного класса от молекулярной массы.
414. Как, по вашему мнению, насыщенность органических соединений влияет на их температуру плавления? Проиллюстрируйте это на примере высших карбоновых кислот, описанных в параграфе.
415. К каким кислотам — одноосновным или многоосновным — относятся высшие карбоновые кислоты, о которых говорилось в параграфе?
416. Обозначив атом Карбона в составе карбоксильной группы молекулы олеиновой кислоты номером один, расставьте номера атомов Карбона всей цепи по порядку. Между какими (по номеру) атомами Карбона образована двойная связь в этой молекуле? Выполните это для других ненасыщенных высших карбоновых кислот, описанных в параграфе.
417. Используя информацию о растворимости высших карбоновых кислот, сделайте вывод, полярными или неполярными веществами они являются.
418. Могут ли частицы грязи быть гидрофильными? Ответ объясните.
419. Соли высших карбоновых кислот со щелочными элементами растворимы в воде, а с ионами Кальция или Магния нерастворимы. Составьте уравнения реакции обмена калий стеарата с кальций хлоридом.
420. Смесь пальмитиновой и стеариновой кислот называют стеарином и используют для изготовления стеариновых свечей. Составьте уравнения реакции полного сгорания этих кислот, если в обоих случаях продуктами реакций являются углекислый газ и вода. Какой объем кислорода (н. у.) понадобится для сжигания свечи массой 200 г, если в стеарине массы стеариновой и пальмитиновой кислот одинаковы.
421*. В дополнительных источниках найдите информацию о пищевых продуктах, в которых используются эмульгаторы. Объясните роль эмульгаторов в каждом случае.
ДОМАШНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ № 2
Сравнение моющего действия мыла и стирального порошка
Вам понадобятся: мыло (лучше использовать жидкое мыло, оно быстрее растворяется), стиральный порошок для ручной стирки, вода водопроводная, вода дистиллированная (можно купить в аптеке или в магазинах для автомобилистов), раствор кальций хлорида или магний сульфата (их можно купить в аптеке, обычно кальций хлорид продается под названием «хлористый кальций», а магний сульфат — «магнезия»).
• для опытов используйте небольшие количества веществ;
• остерегайтесь попадания веществ на кожу, одежду, в глаза; при попадании вещество следует смыть большим количеством воды.
Оценить эффективность моющего действия можно по специальным показателям — пенообразованию и устойчивости пены. Пено
образование характеризует объем или высоту образованной пены, а устойчивость пены характеризует время, за которое пена исчезает или за какое ее высота уменьшается на определенную величину.
1. Возьмите три одинаковых высоких узких стакана. В первый стакан налейте 50 мл дистиллированной воды, во второй — такое же количество водопроводной воды, а в третий — 40 мл дистиллированной воды и долейте 10 мл раствора кальций хлорида или магний сульфата (для моделирования воды с большой жесткостью). В каждый стакан добавьте половину чайной ложки жидкого мыла и растворите его осторожными движениями. При использовании твердого мыла добавляйте небольшие кусочки объемом не более 1 см 3 и дождитесь полного их растворения. Ни в коем случае не используйте жидкие синтетические моющие средства для стекла, пола или посуды: у них другой химический состав! Каждый стакан слегка встряхивайте в течение 1 минуты. Линейкой измерьте высоту образовавшейся пены и укажите время, за которое высота уменьшится вдвое (или на треть).
2. Повторите предыдущий опыт, но вместо мыла используйте стиральный порошок для ручной стирки. (Порошок для автоматической стирки лучше не использовать, поскольку в него добавляют пеногасящие вещества, чтобы пена не повредила стиральную машину.)
3. Результаты исследования оформите в виде таблицы, а в выводах сравните моющее действие мыла и стирального порошка в различных типах воды.
Leave a Reply