CC BY
180
УДК 661.185.6
Ю. В. Тихонова, Р. Р. Хабибуллин, С. П. Ломакин, Э. С. Филатова
Сравнительная оценка основных технологических характеристик разработанных синтетических моющих средств
Уфимский государственный академия экономики и сервиса Россия, 450077, г. Уфа, ул. Чернышевского, 145; тел. (347) 252-49-22
Изготовлены образцы синтетических моющих средств (СМС) с различным содержанием поверхностно-активных веществ анионактивного состава и с уменьшенным включением триполи-фосфата натрия, что предполагает снижение их экологической опасности. Проведены исследования основных физико-химических показателей современных порошкообразных СМС: моющая способность, содержание активной основы (спирто-растворимые вещества), антиресорбци-онная способность, содержание ТПФ, рН, содержание сухого остатка после стирки, количество нерастворимых в воде веществ. Полученные значения по данным показателям соответствуют существующим нормам.
Ключевые слова: синтетическое моющее средство, моющая способность, антиресорбционная способность, сухой остаток, ПАВ, экологическая опасность.
Ассортимент современных моющих средств поражает потребителя своим многообразием, одновременно удовлетворяя ценой и уровнем качества. Однако экологи бьют тревогу по поводу избыточного содержания трипо-лифосфата натрия (необходимого для достижения основных качеств), который является основным фактором эвтрофикации водоемов. Немалый вклад в повышение экологической опасности моющих средств вносит содержание в них анионактивных и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ), обладающих низкой биологической разлагаемостью. Экологические проблемы использования моющих средств хозяйственного назначения многократно возрастают в связи с тем, что бытовые сточные воды, не подвергаясь очистке, попадают в городской коллектор, а далее в водоемы*.
Целью работы является снижение экологической опасности моющих средств путем подбора состава активной основы и уменьшения количества фосфатов с сохранением моющего действия синтетических моющих средств, используемых в обычных условиях для бытовых нужд и прачечного производства.
В ходе работы нами разработаны рецептуры и изготовлены образцы синтетических мою-
Дата поступления 04.04.06
щих средств с различным содержанием в активной основе поверхностно-активных веществ анионактивного состава и уменьшенным включением триполифосфата натрия (табл. 1). Для сравнительного анализа использованы широко известные CMC «Persil» (ОАО «Хен-кель», г.Тосно), «Пемос детский» (ОАО «Пе-мос», г.Пермь), а также «Зифа» и «Луч», выпускаемые в республике Башкортостан на производственном объединении ОАО «Сода» г.Стерлитамака.
Таблица 1
Качественный состав изготовленных нами моющих композиций
Наименование компонентов I II III IV V
Соли натуральных жирных кислот российского производства + + + - +
Соли натуральных жирных кислот импортного производства - - - + -
Неионогенные ПАВ - + - + -
Анионактивные ПАВ 1 + - - - -
Анионактивные ПАВ 2 - - - - +
Анионактивные поверхностно-активные вещества 3 - - + - -
Триполифосфат натрия + + + + +
Силикат натрия + + + + +
Перборат натрия + + + + +
Карбоксиметилцеллюлоза + + + + +
Отдушка + + + + +
Отбеливатель оптич. + + + + +
Карбонат натрия + + + + +
Сульфат натрия + + + + +
Вода + + + + +
Исследованы основные физико-химические показатели современных порошкообразных СМС. Их основными характеристиками являются: моющая и антиресорбционная способность, содержание триполифосфата натрия, поверхностное натяжение раствора СМС, количество сухого остатка после стирки, содержание спирторастворимых веществ, количество нерастворимых в воде веществ, рН раствора СМС.
Методы проведения анализов
Моющую способность порошков определяли по ГОСТ 22567.15-952.
Приготовление загрязняющей суспензии производилось по методике, разработанной в г. Перми ОАО «Пемос»3.
Стирку образцов загрязненной ткани проводили при температурах 40, 60, 80 оС в проточной воде (жесткость воды 8 мг-экв/дм3). Модуль ванны — 50, время стирки 20 мин. Рабочая концентрация CMC в моющем растворе составляла 3 г/л. Данная концентрация была выбрана как рекомендуемая производителями синтетических моющих средств.
Антиресорбционную способность определяли по методике РД 2381-10.2- 00209645 -992. Содержание триполифосфата натрия в моющих средствах определяли по ГОСТ 22567.7-77. Поверхностное натяжение раствора СМС определяли по методу счета капель (метод сталагмометра)^.
В основе метода лежит экспериментально установленное положение, что вес капли, медленно отрывающейся под действием силы тяжести от кончика вертикальной трубки, будет тем больше, чем больше поверхностное натяжение жидкости на границе с воздухом.
Количество сухого остатка после стирки определяли по нижеследующей методике.
Навеску порошка растворяли в воде. Стирку загрязненных образцов размером
100x100 мм проводили при 70 оС. Затем отбирали 50 мл воды после стирки и выпаривали при 100—110 оС. Остаток сушили в сушильном шкафу до постоянного веса.
Определение спирторастворимых веществ проводили по ГОСТ 22567.6-772.
Определение нерастворимых в воде веществ проводили растворением 1 гр. СМС при нагревании в 100 мл дистиллированной воды. Раствор СМС фильтровали через взвешенный фарфоровый или стеклянный фильтр. Осадок промывали 50 мл горячей дистиллированной воды. Фильтр с осадком сушили в сушильном шкафу до постоянного веса.
Определение концентрации водородных ионов (рН) раствора СМС определяли по ГОСТ 22567.5-77.
Результаты анализов приведены в табл. 2.
Обсуждение результатов
Увеличение моющей способности с увеличением температуры, как и следует из теории моющего действия5 соответствует для тестируемых СМС оптимальной температуре в интервале от 40 до 80 оС. Для существующих СМС при повышении температуры моющая способность увеличивается от 25.8 до 64.6 %, а для изготовленных — от 12.8 до 62.1 %. Изготовленные композиции моющих средств реагируют на повышение температуры и достигают уровня тест-порошков, когда она приближает-
Таблица 2
Основные изученные характеристики
Показатели Луч Зифа Пемос дет. Persil I II III IV V
Антиресорбционная способность,% 59 63 70 64 79 83 76 82 80
Моющая способность, % при температуре 40 оС 25,8 25,8 30,4 39,6 15,7 16,3 12,8 16,5 18,5
60 оС 34,6 40,8 40,9 56,1 31,5 38,5 27,9 36,8 33,4
80 оС 60,1 62,1 63,6 64,6 51,9 61,5 46,3 62,1 49,2
Триполифосфат натрия в пересчете на Р205, % 19,7 13 11,5 14,1 8,3 8,1 8,4 3,9 8,3
рН раствора СМС 10,5 10,6 10,5 9,9 10,4 10,4 10,4 10,3 10,4
Спирторастворимые вещества,% 12,5 17 14,5 25 43 33 42 37 41
Сухой остаток после стирки в проточной воде,% 121,5 122,7 121,6 125 115 119 117 114, 3 108, 3
Сухой остаток после стирки в дистиллированной воде,% 106,7 115,3 120 113,4 108, 7 108 105 112 107
Поверхностное натяжение, 10-3-н/м 38,3 40,6 37,6 37,4 48 65,5 57,9 62,6 44,4
Водонерастворимые вещества,% 5,2 1,7 2,5 1,6 3,1 3,2 5,2 2,1 5,6
ся к 60 оС. Таким образом, режим оптимальной температуры стирки изготовленных СМС должен быть смещен на 10 оС по сравнению с обычными рекомендациями.
Антиресорбционная способность разработанных моющих композиций выше, чем у современных СМС . Это значит, что моющее средство практически полностью вымывается из ткани, не осаждаясь на ее поверхности и удерживая загрязнения в растворе.
Поверхностное натяжение растворов СМС определяет смачивающую способность этих моющих средств. Чем выше поверхностное натяжение моющего раствора, тем ниже смачиваемость волокна. Поверхностное натяжение изготовленных СМС несколько превышает среднее значение сравниваемых моющих средств, что возможно объяснить несоответствием интервала температуры эксплуатации порошков (от 40 оС) и температуры методики испытания (20 оС)
Увеличение веса сухого остатка после стирки свидетельствует об извлечении загрязнений, удерживании их в растворе без повторного осаждения. Немалую долю в увеличении количества сухого остатка моющей композиции занимают соли жесткости воды, что логично подтверждает комплексообразование этих солей и композиционного состава.
Косвенной характеристикой моющего действия СМС является содержание спиртора-створимых веществ (анионактивных ПАВ). Этот показатель характеризует технологические свойства, необходимые по ГОСТу (моющее действие, поверхностное натяжение). У изготовленных нами композиций содержание спирторастворимых веществ выше, чем у тестируемых, это связано с тем, что добавленные
в их состав соли жирных кислот - это анио-нактивные ПАВ.
Наличие водонерастворимых веществ обусловливается технологическим составом порошкообразных СМС и у изготовленных моющих композиций находится на уровне тестируемых СМС.
Значения показателя водородных ионов (рН) разработанных композиций СМС составляет 10.3-10.4, что соответствует рН растворов универсальных порошков.
Таким образом, разработанные нами композиции по моющему действию не уступают современным тестируемым СМС, но снижают уровень экологической опасности за счет пониженного содержания триполифосфата.
Литература
1. Бухштаб 3.И., Мельник А. П. Технология CMC.- М.: Легпромбытиздат, 1988 - 320 с.
2. Чичварина Л.И. Технический анализ на предприятии химчистки ипрачечных.- Москва: Легпромбытиздат, 1986.- 68 с.
3. Федорова А.Ф., Мищенко А.В. Лабораторный практикум по технологии химчистки и крашения одежды.- М.: Легкая индустрия, 1977. — 216 с.
4. Абрамзон А.А., Боброва Л.Е., Зайченко Л.П. Справочник. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества.- Л: Химия, 1984.392 с.
5. Волков В.А. Поверхностно-активные вещества в моющих средствах и усилителях химической чистки. М., Легпромбытиздат, 1985.
6. Хабибуллин Р.Р., Ломакин С.П., Тихонова Ю.В., Филатова Э.С. / Сборник материалов докладов Всероссийской научно-практической конференции «Гуманитарные и естественнонаучные аспекты современной экологии». Ч.1.-Уфа: РИО БИСТ, 2006.- С. 114.
