В соответствии с Общероссийским классификатором продукции средства моющие синтетические относятся к подгруппе 23 8110 и подразделяются на пять видов:

для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей;

для стирки изделий из шелка, шерсти, искусственных и синтетических тканей;

универсальные;

для замачивания белья и хозяйственно-бытовых нужд;

специального назначения.

Синтетические моющие средства классифицируются по консистенции, составу, назначению и способу применения.

По агрегатному состоянию (консистенции) СМС могут быть порошковые (гранулированные), твердые, жидкие и пастообразные.

Объем производства порошкообразных средств составляет более 80% общего объема производства СМС. Это наиболее концентрированные средства. Они удобны для введения вспомогательных компонентов и для упаковки. Порошкообразные средства использует большая часть потребителей.

Менее распространены моющие средства в таблетках, хотя они удобны и быстро дозируются, аллергические реакции на них отсутствуют. В зависимости от количества слоев таблетки растворяются с разной скоростью. Однослойные таблетки растворяются быстрее, в многослойных сначала растворяются энзимы - при низких температурах, затем кислородосодержащие отбеливатели - при высоких. Это обеспечивает большую эффективность стирки.

Производство жидких моющих средств менее энергоемко и проще, так как они не требуют сушки. Жидкие СМС не вызывают аллергических реакций, экономичнее в дозировании. И то, что их производство развито недостаточно, можно объяснить лишь отсутствием эффективного моющего действия для всех видов тканей. Они не содержат отбеливателей, щелочных солей, ферментов, поэтому проявляют моющее действие только в мягкой воде и в основном для шерсти и шелка.

Малый спрос на жидкие СМС в нашей стране можно объяснить и плохой рекламой, незнанием их преимуществ. Тогда как в США жидкие СМС составляют свыше 40% объема производства моющих средств и пользуются высоким спросом. Это обусловлено традициями стирки, жесткостью воды, конструкцией стиральных машин - энергосберегающих, обеспечивающих качественную стирку в малых объемах воды при пониженных температурах. Новинкой ассортимента являются жидкие моющие средства с повышенной вязкостью - гели.

Пастообразные средства содержат до 40% воды. В их состав могут входить практически все добавки, за исключением нестойких химических отбеливателей.

По назначению можно говорить о четырех группах СМС: для стирки изделий из хлопчатобумажных, льняных и смешанных тканей; для стирки изделий из шерсти, шелка и синтетических тканей; универсальных СМС и СМС комплексного действия.

По способу применения (способу стирки) различают СМС с высоким (ненормируемым) пенообразованием (для стирки вручную и в стиральных машинах активаторного типа) и с пониженным пенообразованием (для стирки в автоматических и полуавтоматических стиральных машинах).

По составу синтетические моющие средства бывают без перекисных соединений и биодобавок (простейшие) и с биодобавками, с перекисными соединениями, с перекисными соединениями и биодобавками, для шерсти, тонких тканей и детского белья, для цветных тканей и снижения пиллинга (в наименование таких соединений входит обозначение "колор", а их применение требует особого температурного режима. В их состав входят полимерные соединения, препятствующие переносу красителей с ткани в раствор), ароматизирующими (на упаковке обычно указывается, какой запах они придают белью).

Порошкообразные СМС удовлетворяют практически всем требованиям современной обработки белья, охватывают все типы изделий, эффективны во всех бытовых стиральных машинах. По составу это, как правило, смеси анионоактивных (для стирки и замачивания изделий из хлопчатобумажных и льняных волокон), неионогенных (для синтетических тканей) ПАВ и вспомогательных компонентов.

СМС для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей содержат до 25% ПАВ, до 20% щелочных электролитов, до 35% полифосфатов, алкилоламиды, КМЦ, иногда отбеливатели. Число рН моющих растворов от 10 до 11,5. Выпускаются с перекисными солями для стирки и отбеливания - "Сарма", "Обычный порошок", "Эмми-классик", без перекисных солей с ненормируемым пенообразованием для ручной и машинной стирки - "Эра", "Лоск", "Дени-экстра", "Дося", без перекисных солей для стирки сильно загрязненных изделий (в качестве ПАВ используются производные сахаров, алкил, циклоалкилсульфонаты) - "Лада", "Коттон М".

Эти препараты нельзя применять для стирки изделий из шерстяных тканей, так как повышенная щелочность раствора разрушает белковое вещество кератин, из которого состоят волокна шерстяных тканей, что приводит к уменьшению блеска и прочности ткани.

В продаже появились порошки отечественного и импортного производства для стирки детского белья - "Малышам", "Карапуз", "Аистенок", "Эмми-крошка". Большинство этих препаратов изготовлены на основе натурального жирового мыла и не содержат синтетических ПАВ, ферментов, красителей и отдушек.

СМС для стирки изделий из шерстяных, шелковых и синтетических тканей не содержат перборат натрия и создают более мягкую среду (рН составляет 8,0 - 9,5). Это препараты "Ласка", "Ворсинка", жидкое СМС "Минутка".

Универсальные СМС пригодны для стирки изделий из волокон самой различной природы. Универсальность их обеспечивается составом и дифференциованными условиями стирки. Наличие щелочных солей в составе универсальных СМС (рН равно 9 - 10) не оказывает отрицательного действия на изделия из белковых и синтетических волокон, так как при температуре 30 - 40°С активность щелочного вещества невелика. Изделия из хлопчатобумажных и льняных тканей стирают с использованием универсальных СМС при более высокой температуре (60 - 80°С). Выпускаются универсальные СМС с биодобавками для замачивания и стирки, с перекисными солями для стирки и отбеливания.

Ассортимент СМС этой группы наиболее разнообразен. Это серии порошков "Аист" - "Аист-универсал", "Аист-био", "Аист-идеал"; "Эра" и "Эра-автомат", "Кристалл", а также "Миф" и "Миф-универсал", который можно применять не только как моющее, но и как чистящее средство. К синтетическим моющим средствам комплексного действия относятся средства для стирки и одновременного подкрахмаливания, дезинфекции, антистатической обработке изделий.

Для придания дезинфицирующих свойств в СМС комплексного действия вводят кислотостойкие альдегиды, четвертичные оммониевые, фосфониевые или арсониевые соли. В ряде патентов описаны способы получения антисептических, дезинфицирующих, бактерицидных и других СМС, специально предназначенных для мытья посуды, очистки различных емкостей, применения в госпитальной практике, а также окрашенных и многоцветных СМС.

Жидкие моющие средства подразделяются на СМС для стирки изделий из шерстяных, шелковых, синтетических и искусственных тканей в холодной и теплой воде и универсальные моющие средства. Ассортимент их ограничен. Можно назвать лишь "Минутку для шерстяных и шелковых тканей", "Perla с лецитином", "Si dou без энзимов", "Akalde luxe - автомат", "Aral color - автомат".

Пастообразные моющие средства предназначены для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей, для стирки изделий из шерсти и тонких тканей в холодной и теплой воде, для стирки и подкрашивания изделий из всех видов тканей, для стирки сильно загрязненных изделий из хлопчатобумажных, льняных и смешанных тканей (с пониженным пенообразованием), для стирки сильно загрязненных мест одежды.

Отечественный ассортимент паст насчитывает всего несколько наименований - "Диана", "Снежок", "Триэл", которые предназначены для хлопка и льна, шерсти и шелка.

К составу жидких и пастообразных моющих средств предъявляются особые требования: они должны быть достаточно концентрированными, иметь высокое содержание ПАВ, быть прозрачными и не расслаиваться. В качестве основы таких моющих средств применяют смесь ПАВ - алкилбензолсульфонатов, алкилсульфонатов, неионогенных поверхностно-активных веществ. Прозрачность и стабильность обеспечиваются добавкой этилового спирта, карбамидов, диалкилоламидов. Важным компонентом жидких СМС являются гидротропные добавки - ксилолсульфонаты, сульфированный додецилфенилоксид, натриевая соль сульфированной олеиновой кислоты. Они, выступая в роли солюбилизаторов, повышают растворимость основных компонентов, понижают температуру помутнения СМС, улучшают товарный вид продукта.

Для предотвращения обезжиривания кожи рук и улучшения пластичности пастообразных моющих средств в них вводят моноглицериды, моно - и диэтаноламиды жирных кислот, гликоли.

На рынке СМС востребованы и моющие средства для стирки в холодной воде (5 - 35°С), так как изделия из синтетических тканей и некоторых видов шерсти проявляют тенденцию к усадке, если стирку ведут при температуре 50 - 70°С. При стирке в холодной воде уменьшается обесцвечивание тканей, сокращаются затраты энергии и времени на подогрев воды. Новинками ассортимента являются пасты: "Крошка" - для стирки детского белья и изделий из тонких тканей, шерсти и шелка; "Ландыш-универсал", "Лассил" - для стирки сильно загрязненного белья из льна и хлопка. Жидкость ОМВ используется для стирки любого белья, удаляет пятна жира, пасты шариковых ручек, эффективно очищает манжеты и воротники. Хорошо реализуются пасты "Руно", "Био", "Био-миг", "Био-С", "Пальмира".

Наметились тенденции к улучшению качества СМС за счет введения в состав новых видов ПАВ, комплексообразователей, отбеливателей, стабилизаторов, энзимов и других компонентов, эффективных активаторов распада пербората, а это значит, что будут созданы более эффективные, экономичные, экологически "мягкие" СМС комплексного действия, позволяющие существенно уменьшить затраты труда и энергии при их производстве и применении. Получили распространение порошковые моющие средства высокой плотности - компактные. Преимущество их в том, что уменьшается расход СМС на 30%, экономятся упаковочные материалы и улучшается моющая способность. Примером может служить стиральный порошок "Компакт", концентрированный и прессованный.

Основу ассортимента СМС в большинстве стран мира по-прежнему составляют порошковые препараты. Однако они неблагоприятно действуют на человека - являются довольно сильными аллергенами, а традиционные поверхностно-активные вещества, применяемые в них, обладают способностью к накапливанию. Поэтому с точки зрения безопасности более эффективными оказываются жидкие СМС.

Недостатком жидких моющих средств является отсутствие отбеливающей системы, поэтому в моющий раствор вводят усилитель отбеливания (перборат или перкарбонат натрия и сульфат натрия) или разрабатывают новые рецептуры жидких моющих средств с устойчивой отбеливающей системой. Сейчас в большинстве экономически развитых стран применение энзимов в жидких моющих средствах приближается к показателю, достигнутому для порошков. Однако на российском рынке импортные СМС нового поколения пока отсутствуют.

В объеме продукции предприятий РФ порошкообразные СМС составляют более 80%. Естественно, что оценка конкурентоспособности отечественных СМС ведется по ним. По основным потребительски критериям большая часть отечественной продукции не уступает импортной, но по запаху и внешнему оформлению проигрывает.

Отечественные производители продолжают работать над расширением ассортимента моющих средств с эффективными отбеливающими свойствами при невысокой температуре (30 - 50°С), энзимосодержащих СМС, средств для предварительного замачивания при температуре 15 - 20°С и стирки при температуре 30 - 60°С.

Создание высокоэффективных композиций СМС с заранее заданными свойствами становится доступным для тех предприятий, на которых созданы и хорошо оснащены научно-исследовательские центры (Московский завод СМС "Пемос", ООО "Новомосковскбытхим" и другие). Они за последние годы практически полностью обновили ассортимент выпускаемой продукции. Активно продвигает свою продукцию стерлитамакское АО "Сода" (Башкортостан), выпускающее высокоэффективный порошок "Луч" различных модификаций.

Кусковые моющие средства хорошо зарекомендовали себя для стирки в условиях ограниченных водных ресурсов, отдыха, командировок, туризма и в быту, так как позволяют эффективно обрабатывать стираемые изделия. Стирка вручную небольшого количества изделий в малом объеме моющего раствора еще актуальна, несмотря на бурный рост производства стиральных машин и совершенствование их конструкций. Именно для нее исключительно эффективными являются СМС в кусковой товарной форме.

Омыление — это гидролиз сложных эфиров под действием щёлочи. При этом получается соль органической кислоты и спирт. Исторически это название пошло от процесса получения мыла — гидролиза жиров щёлоком, при котором получается смесь солей высших жирных кислот (собственно — мыло) и глицерин (трёхатомный спирт).
Соответственно омыление — это реакция сложного эфира со щелочью.

До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком.Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Посмотрим, как можно приготовить мыло в химической лаборатории. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. Также получают мыло в промышленности.

Состав мыла
Мыла – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот (кислот, содержащих в своем составе более 10 атомов углерода), полученных в результате гидролиза жиров в щелочной среде (чаще всего из жиров, содержащих в составе стеариновую кислоту С 17 Н 35 СООН) — С 17 Н 35 СООNa – стеарат натрия.
Жир + щелочь = соли жирных кислот и глицерин.

Свойства мыла
Поверхностный слой дистиллированной воды находится в натянутом состоянии подобно упругой пленке. При добавлении мыла и некоторых других растворимых в воде веществ поверхностное натяжение воды уменьшается. Мыло и другие моющие вещества относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым моющие свойства воды.

Молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, имеют избыток потенциальной энергии и поэтому стремятся втянуться внутрь так, что при этом на поверхности остается минимальное количество молекул. За счет этого вдоль поверхности жидкости всегда действует сила, стремящаяся сократить поверхность. Это явление в физике получило название поверхностного натяжения жидкости.

Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.

Секрет очищающего действия мыла

СМС (синтетические моющие средства) – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот, сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты).
Рассмотрим свойства моющих веществ и сравним мыла и СМС (стирального порошка) . Для начала проверим, какая среда характерна для наших моющих средств. Как мы это сделаем?
С помощью индикаторов.
Будем использовать известные нам индикаторы – лакмус и фенолфталеин. При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная.

А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде? (понятно, почему мыловары не варят мыло на водопроводной воде, а используют отвары, дистиллированную воду, молоко и тд.)
Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:
2С 17 Н 35 СОО – + Са 2+ = Са(С 17 Н 35 СОО) 2
А СМС образуют растворимые соли кальция, которые также обладают поверхностно-активными свойствами.
Использование чрезмерного количества этих средств приводит к загрязнению окружающей среды. Послушаем сообщение об экологических последствиях использования ПАВ.
Многие ПАВ трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются целые горы пены в канализационных трубах, реках, озерах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование некоторых ПАВ приводит к гибели всех живых обитателей в воде.

Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет? Дело в том, что мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их эффективность, но и способность к биологическому распаду – уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.

Началось еще во время Первой мировой войны в Германии. В России первый порошок был выпущен в 1953 году. Назывался он "Новость" и включал в состав продукты, выделенные из кашалотового саломаса.

Синтетические являются многокомпонентными смесями веществ. Их водные растворы используют для очистки от загрязнений. Синтетические моющие средства в большинстве своем включают (кроме непосредственно моющих компонентов - поверхностно-активных веществ) соли из неорганических кислот (карбонаты, фосфаты), которые усиливают активность смеси. Кроме того, в состав растворов включены дезинфицирующие и отбеливающие ингредиенты, пеногасители или пенообразователи, красители, ароматизаторы и прочие.

Поверхностно-активные вещества (или ПАВ) являются органическими соединениями, которые оказывают поверхностное воздействие. Они способны формировать полуколлоидный раствор и пену. Поверхностная активность веществ способствует снижению поверхностного водного натяжения, увеличивая, таким образом, смачивающие свойства воды.

Смеси для очистки разделяют на несколько видов:

1. Алкиламмонийхлориды.
2. Алкиларилсульфонаты.
3. Алкилсульфонаты.
4. Алкилсульфаты.
5. Алкилкарбонаты (мыло).

Мыло получают путем переработки жирового сырья. Сульфонаты и сульфаты - это синтетические моющие средства. Все указанные выше смеси относятся к категории ионогенных (образующих ионы) веществ. В водном растворе они распадаются (диссоциируют) на ионы.

Существуют и неионогенные смеси. Они не диссоциируют в воде, однако растворяются в ней. Это происходит за счет присутствия в молекуле гидрофильных групп (ОН, например) в большом количестве.

Неиногенные поверхностно-активные вещества могут быть натурального или синтетического происхождения. Последние - препараты категории ОН, образованные и фенолов, жирными спиртами.

Несмотря на то, что ПАВ являются основными компонентами, составляющими синтетические моющие средства, их моющий эффект слаб сам по себе. В связи с этим для усиления активности в смесь добавляют щелочные и нейтральные соли, отбеливатели, ферменты (энзимы), стабилизаторы пены.

За счет присутствия щелочных солей усиливается коллоидная структура и эмульгирующая способность растворов. Эти компоненты способствуют формированию более прочной пленки моющего средства около частиц загрязнения. Кроме того, благодаря щелочным солям смягчается вода и создается благоприятная среда для очищения (стирки) разных тканей. Так, например, для стирки льняных и хлопковых изделий целесообразно применять сильнощелочные добавки (тринатрийфосфат, соду).

Гексаметофосфат формирует в составе моющего вещества среду слабокислую. Эти условия весьма благоприятны для стирки изделий из шерсти.

Для стабилизации и улучшения пенообразующих свойств в моющих средствах используют алкилоламиды - стабилизаторы пены.

Существует три основных типа синтетических моющих средств. В стирке чаще всего используют порошкообразные смеси. Жидкие моющие средства сегодня внедряются на рынок бытовой химии достаточно активно. Пастообразные смеси в настоящее время используются не так часто.

Среди основных потребительских свойств моющих смесей следует назвать моющую, антиресорбционную (способность удерживать в растворе загрязнение) и пенообразующую активность. Немаловажным является также среды растворов.

Моющие средства являются детергентами (от лат. detergeo - мою) - веществами, которые удаляют грязь с поверхности. Первый детергент - мыло, которое делали на основе жира и щёлочи.

Основной компонент современных моющих средств - поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Первое поверхностно-активное вещество открыл немецкий химик Фритц Гюнтер в 1916 году.

Поверхностно-активные вещества получают путём химических соединений, в основном, из продуктов нефтепереработки. В состав некоторых ПАВ входят растительные компоненты: рапсовое масло, сахарный тростник, мыльный орех. ПАВ входит в состав средств для стирки, мытья посуды, ковров, эмалированных поверхностей, стёкол. Дезинфицируют поверхности.

Жир не растворяется в воде. Благодаря ПАВ жир отходит от поверхности, переходит в моющий раствор в виде смеси жира и воды.

Улучшают смачивающие свойства воды. Вода без моющего средства собирается в капельки на поверхности. А вместе с моющим средством быстрее растекается. Благодаря этому моющее средство легче и быстрее распределятся по поверхности, лучше проникает в волокна ткани.

Щелочные добавки, фосфаты, силикаты

Щелочные добавки замедляют коррозию в стиральных машинах, уменьшают способность порошковых средств впитывать влагу из воздуха. Входят в состав средств для стирки хлопка, льна.

Волокна шерстяных тканей состоят из вещества кератин. Щёлочи разрушают кератин, изделия теряют блеск, «садятся». Для стирки шерсти применяют средства без щелочных добавок.

Примеры щелочных добавок: силикат натрия, карбонат натрия (кальцинированная сода)

Фосфаты и силикаты смягчают воду, на действие моющих средств не влияет жёсткость воды.

Соли кальция, магния в жёсткой воде при взаимодействии с хозяйственным мылом образуют нерастворимые соединения. Из-за этого при стирке происходит большой расход мыла. Если стираете мылом, добавляйте кальцинированную соду, чтобы смягчить воду и уменьшить расход мыла.

Как определить, жёсткая ли вода: натрите мыло, добавьте в горячую воду. Вода остыла, раствор прозрачный - вода мягкая. Вода остыла, плёнка на поверхности - вода жёсткая. В жёсткой воде плохо образуется пена

Кальцинированная сода входит в состав таблеток для посудомоечных машин, порошков

Пятна крови, пота, остатки пищи плохо отходят. Для удаления белковых пятен в средства для стирки добавляют энзимы - аналоги биологических ферментов. Похожие содержатся в желудке человека. Действуют в воде не выше 40 градусов. В горячей воде происходит свёртывание белка. Не откладывайте стирку надолго - происходит соединение молекул белка и волокон ткани, не стирайте в горячей воде.

Энзимы разрушают волокна шерсти и шёлка - тканей белкового происхождения. Используйте средства с энзимами только для стирки хлопка и льна.

Энзимы добавляют в средства для мытья посуды, например, в таблетки «Finish» для посудомоечных машин

Карбоксиметилцеллюлоза

Препятствует повторному повторному отложению грязи на помытую поверхность.

Отбеливатели

Химические отбеливатели действуют при температуре выше 60 градусов. Применяют для стирки хлопка, льна. Разрушают ткани при частом применении.

Самый распространенный химический отбеливатель - перборат натрия

Для стирки шерсти, деликатных тканей. Оптические отбеливатели содержат органические соединения, которые отражают свет в большей степени, чем поглощают. Возникает оптический эффект голубизны, ткань выглядит ярче, чище.

Пеногасители, стабилизаторы пены

В средства для ручной стирки, мытья посуды вводят стабилизаторы, которые увеличивают пену. Пена забирает часть грязи, легче стирать вручную.

В машинах барабанного типа (слева) пена мешает стирке, вылезает из-под крышки, заполняет шланги. Используют средства «автомат» с пеногасителями. В машинах активаторного типа (справа) используют средства с ненормированным количеством пены

Пропиленгликоль, этиленгликоль

Не замерзают при температуре до –60 градусов - входят в состав антифризов.

Моющее средства с пропиленгликолем или этиленгликолем более эластичные, текучие, их удобнее распределять по поверхности, чем воду с мылом. Входят в состав жидких моющих средств мытья посуды, стёкол, эмалированных поверхностей.

Пропиленгликоль - менее вредный для организма, используют в качестве в косметике, пищевой добавки E-1520, которая удерживает влагу в выпечке, мясных продуктах - предотвращает высыхание.

Парфюмерные отдушки

Смеси синтетических и ароматных природных веществ (бальзамов, смол, эфирных масел). Применяют для устранения неприятного запаха сырья.

Поверхностно-активные вещества, фосфаты повышают эффективность моющих средств, но наносят вред здоровью человека при неправильном использовании. Фосфаты через сточные воды попадают в водоёмы, усиливают рост водорослей.

Выпускают экологичные моющие средства без фосфатов, например, порошок «Garden». На основе натурального мыла, содержит энзимы (аналоги биологических ферментов), для смягчения воды - соль лимонной кислоты, сода

Правила пользования синтетическими моющими средствами

Одежда накапливает поверхностно-активные вещества - они вызывают аллергию, дерматит, зуд, покраснения. Щелочные добавки вредят коже рук.

Читайте состав. Самые вредные - анионные поверхностно-активные вещества (А-ПАВ).

1. Стирайте вещи, мойте посуду ребёнка первого года жизни хозяйственным мылом или экологичными порошками. Храните синтетические моющие средства в недоступном для детей месте.

2. Дозируйте порошок согласно инструкции. Если бельё пахнет порошком после стирки - вы использовали слишком много порошка. Прополоскайте ещё раз.

3. Старайтесь не трогать синтетические моющие средства руками. Пользуйтесь перчатками, когда моете посуду.

4. Хорошо промывайте посуду в проточной воде.

5. Если моющее средство попало в глаза, промывайте водой комнатной температуры 10–20 минут, закапайте антибактериальные капли (Альбуцид, Левомецитил, Сульфацил-натрия), можно нанести антибактериальную мазь на веко (Флоксал, Видисик).

Для современной динамичной жизни стирка с помощью хозяйственного мыла является архаичной, и этому есть несколько причин:

а) образование нерастворимых солей в воде высокий жесткости при стирке;

б) невозможность использовать кусковое мыло в современных стиральных машинах;

в) мыла неустойчи­вы в кислых растворах и др.

С начала XX в. шел поиск новых средств, обладающих высокой моющей способностью и поверхностной активностью, т. е. иособностью снижать поверхностное натяжение воды на гра­нице раздела жидкость - газ (воздух). Первым синтезирован­ным поверхностно-активным веществом (ПАВ) было так называемое ализариновое масло, представляющее собой сульфированное касторовое масло, которое впоследствии нашло техническое применение в текстильной промышленности.

Высокая моющая способность синтетических моющих средств, более низкая себестоимость и доступность сырья для производства позволили им занять веду­щие позиции на потребительском рынке.

В производстве синтетических моющих средств (СМС) используют органичес­кие поверхностно-активные вещества, которые в водных растворах диссоциируют на длинноцепочные анионы, обеспечивающие поверхностную активность раство­ра, и катионы, которые влияют только на растворимость этих веществ. Такие ве­щества называются анионоактивные. К ним относятся мыла, алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты.

Поверхностно-активные вещества проявляют хорошую смачивающую, пептизирующую, эмульгирующую способность в отношении загрязнений.

Синтетические ПАВ получают в результате введения сульфогрупп или оксигрупп (а зачастую и их комбинации) в неполяр­ные длинные «жирные» остатки молекул кислот (алкилсульфонаты) или спиртов (алкилсульфаты). Сульфогруппы и оксигруппы обеспечивают ПАВ растворимость в воде, а «жирный» остаток - растворимость в жирах и других неполярных веществах.

В зависимости от строения молекулы ПАВ бывают ионогенные и неионогенные.

Ионогенны (анионоактивные и катионоактивные) ПАВ при растворении в воде образуют заряженные ионы - анионы (отри­цательные) или катионы (положительные). Анионоактивные ПАВ обладают лучшим моющим действием при высоких значениях рН >11 (при сильнощелочной реакции); катионоактивные ПАВ моют в низкощелочных и слабокислых средах (значение pH от 6 до 8)

Алкилсульфонаты - соли сульфокислот. Для моющих средств их получают сульфохлорированием или сульфоокислением предельных углеводородов с числом атомов углерода от 12 до 18, а также присоединением гидросульфита натрия к непредельным углеводородам.

В состав синтетических моющих средств входят помимо поверхностно-активных веществ также различные добавки (щелочи и др. для умягчения воды), химические отбеливатели, ферменты, парфюмерные отдушки, пенообразователи, стабилизаторы и др.

Неорганические соли добавляют в порошкообразные, пастообразные и твердые средства для стирки с разными целями. Карбонат натрия и силикат натрия создают в моющем рас­поре щелочную среду, что смягчает воду; кроме того, анионоактивные ПАВ лучше моют в щелочной среде, поэтому такие или вводят в состав СМС для хлопчатобумажных и льняных тканей. Силикат натрия также замедляет коррозию металлических частей стиральных машин и уменьшает влажность порошкообразных СМС.

Нейтральные соли , такие как сульфат натрия и фосфат натрия. Сульфат натрия используется для улучшения сыпучести по­рошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность СМС, он входит во все виды СМС.

Отечественные моющие средства содержат также до 30 - 35% фосфорных солей - тринатрийфосфат и полифосфаты. Они умягчают воду и снижают щелочность моющих растворов до pH ~ 7 (нейтральная), что необходимо для действия таких добавок, как ферменты. Полифосфаты образуют растворимые комплексы с ионами металлов и предотвращают выпадение в осадок труднорастворимых «солей жесткости». Это способствует устранению налета на тканях, металлических частях и нагревателе стиральных машин. Полифосфаты, в частности гексамеметафосфат натрия под торговой маркой «Калгон», применяются пак добавка к СМС при стирке. В странах ЕС фосфорные соли практически не используют в составе СМС из-за проблем с загрянением сточных вод солями фосфора.

Отбеливатели вводят в СМС для сохранения белизны изделий белого цвета. Отбеливатели подразделяются на химические и физические.

Химические отбеливатели используют в СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей. Обычно применяют соли перекисных кислот (персоли), например перборат натрия. При темпера­туре моющего раствора свыше 60 °С персоли выделяют атомар­ный кислород, который и является отбеливающим и дезинфи­цирующим агентом.

Моноперсульфат калия отбеливает ткань при 60 0 С. Для шерстяных и шелковых тканей применяют пероксид («перекись») водорода. Персоли - сильные окислители они разрушают ткани при длительном и многократном воздействии при высокой температуре. Снижение температуры воды при действии отбеливателей возможно за счет введения катализаторов (активаторов) отбеливания, в частности тетраацетилэтилендиамина (ТАЭД / TAED).

Физические(оптические) отбеливатели применяют для тканей из смешенных волокон, синтетических и натуральных шерстяных и шелковых тканей. Оптические отбеливатели - бесцветные флуоресцирующие органические соединения (флуорисцентные «красители») - это ароматические или гетероциклические соединения с системой сопряженных двойных связей, например производные кумарина, имидазола.. Оптические отбеливатели способны преобразовывать падающий свет ультрафиолетового диапазона в видимый свет в интервале коротких волн оптического диапазона - фиолетового, синего и голубого цвета. Это придает тканям при дневном свете голубизну и «скрадывает» желтизну; при обычном освещении эффект оптического отбеливания не проявляется. Оптические отбеливатели добавляют в СМС обычно в количестве 0,1-0,3%.

Вещества ресорбенты вводят в состав СМС для предотвращения повторного оседания загрязнения на ткани (ресорбции). С этой целью в СМС вводят полимерные добавки: для хлопчатобумажных и льняных тканей используют Na-КМЦ - натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (эфир целлюлозы); для шерстяных и шелковых - поли-N-винилпирролидон, карбоксилаты

Биодобавки (ферменты) вводят в СМС для удаления загрязнений или пятен жирового происхождения и белковых веществ, содержащих протеин (следы крови, яичного белка, молока), пятна от ягод, сахара и т. п. Эффективность моющих средств с ферментами зависит от температуры моющего раствора и pH среды.

Ферменты (другое название - энзимы ) удаляют загрязнения за счет ферментативного разрушения длинных молекул загрязнений с образованием низкомолекулярных продуктов, которые легко удаляются при стирке.

Моющие средства, содержащие фермент протеазу, нельзя использовать для стирки изделий из натуральных шелка и шерсти, поскольку они также имеют белковую природу и ферменты могут разрушать ткани. Неприятный запах порошкообразных СМС, которые содержат в своем составе ферменты, устраняется введением отдушек (парфюмерные отдушки с запахом свежести или ароматов зелени, фруктов, цитрусовых).

Красители в состав СМС вводят только в средства для стирки цветных изделий под названием «усилители цвета». Их действие основано на оптическом эффекте: красители адсорбируются на поверхности тканей без химического взаимодействия с нею.

Ассортимент синтетических моющих средств. Синтетические моющие средства по форме выпуска готовых средств под­разделяются на жидкие, пастообразные и твердые - порошкообразные (в том числе гранулированные) и таблетированные.

Средства моющие синтетические порошкообразные по назначению подразделяются на порошки:

Для стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей;

Для стирки изделий из искусственных, синтетических, шерстяных и шелковых тканей;

Универсальные для стирки изделий из всех вышепере­численных тканей, из смешенных волокон, кроме изделий из на­турального шелка и шерсти;

Для стирки изделий из шерстяных тканей и трикотажа;

Для стирки детского белья с преобладанием традицион­ного порошкообразного мыла.

Для стирки шерстяных, трикотажных изделий выпускаются жидкие моющие средства с низким значением pH.

По способу применения и в зависимости от типа стирки и типа стиральной машины порошкообразные СМС подразделя­ются на средства:

С пониженным пенообразованием, для машин барабанного типа;

С ненормируемым пенообразованием, для машин активаторного типа и для ручной стирки.

По особенностям состава СМС подразделяются на средства:

С химическими отбеливателями (пероксидами);

С биодобавками (энзимами);

С оптическими отбеливателями;

С химическими и оптическими отбеливателями;

Без отбеливателей и энзимов;

С фосфатами;

Без фосфатов.

Показатели качества. СМС оценивают только по внешнему виду. Порошкообразные СМС должны представлять собой гранулированный порошок от белого до светло-желтого цвета иди окрашенный. Цвет, или белизна, порошка (по шкале белых цветов) должен быть не ниже 60%. Для окрашенных порошков и порошков с биодобавками показатель цвета не определяют. Каждое конкретное наименование СМС, отличающееся от других составом, вырабатывают в промышленности по отдельным техническим условиям. Нормативные документы для определения показателей качества:

ГОСТ Р 52488-2005 «Средства для стирки. Общие технические требования»;

ГОСТ 25644-96 «Средства моющие синтетические порошкообразные. Общие технические требования».

По показателям безопасности порошкообразные СМС должны соответствовать требованиям, установленным в стандартах и санитарных нормах и правилах.

Пыль порошкообразных СМС может вызывать при вдыхании аллергическую реакцию у потребителей, поэтому содержание пыли в порошке нормируют. Порошкообразные СМС не должны сильно пылить.

Фосфорнокислые соли нормируют в строго установленном количестве по причине экологических требований.

Пенообразующая способность должна быть низкой, а пена малоустойчивой (не более 30%) в средствах для машинной стир­ки.

Определение моющей способности СМС обычно прово­дят путем стирки предварительно загрязненных стандартным загрязнителем образцов ткани в стандартной бытовой маши­не (ГОСТ 22567.15-95 «Средства моющие синтетические. Метод определения моющей способности»).

Срок годности порошков с химическими отбеливателями и/или биодобавками ограничен и составляет не менее 9 мес. Для остальных порошкообразных СМС срок годности не ограничен.

Маркировка средств для стирки проводится в соответствии с ГОСТ Р 52488-2005: наименование, включая торговое назва­ние, назначение средства, включая типы тканей и стиральных машин; наименование страны и предприятия-изготовителя с оказанием юридического адреса, товарного знака (при наличии).

Состав средства должен быть указан с учетом следующих требований:

При массовой доле в составе средства 0,2% и более: фос­фаты; фосфонаты; анионные ПАВ; катионные ПАВ; амфотерные ПАВ; неионогенные ПАВ; отбеливающие вещества на основе кислорода; этилендиаминтетрауксусная кислота и ее соли; нитрилотриуксусная кислота и ее соли; мыло (соли жирных кислот); цеолиты; поликарбокислаты;

Независимо от массовой доли в составе средства указывают: энзимы; дезинфицирующие вещества; оптические отбеливатели; ароматизирующие добавки; консерванты.

Массовую долю указывают широким диапазоном: менее 5%, 5% или более, но менее 15%; 15% или более, но менее 30%; 30% и более.

Указывается способ применения с указанием информации о рекомендуемом расходе (количестве) и/или дозировке средства в зависимости от способа стирки, степени загрязнения ткани и жесткости воды, температуры стирки или интервала температур эффективного применения средства; меры предосторожности, в том числе требования: хранить вдали от пищевых - продуктов; беречь от детей и др.; условия хранения; масса не т то (г, кг) или объем (мл, л), т. е. номинальное содержание продукции в упаковке на момент изготовления; срок годности, обозначаемый фразой «Срок годности (месяцев, лет)» с обязательным указанием даты изготовления или «Годен (использовать) до (месяц, год)»; информацию о сертификации; штрихкод продукции (при наличии).

Хранение. Порошкообразные СМС в упакованном виде должны сохранять свои потребительские свойства при температуре не более 35 °С и относительной влажности воздуха не выше 95%. Необходимо защищать средства от прямых солнечных лучей.

Упаковывают порошкообразные СМС в пачки с четырьмя клапанами, которые тщательно заклеивают. Дополнительные вкладыши не требуются, если картон покрыт специальным по­крытием, защищающим порошок от влаги. Стандартные пачки вместимостью 450 г, 600 г, 1000 г. В экономной упаковке - полиэтиленовых пакетах вместимость может быть увеличена до 1-5 кг и более.

Функциональное назначение и состав СМС определяются природой поверхностно-активного вещества и типом ткани при стирке:

Для хлопчатобумажных и льняных тканей используют анионоактивные ПАВ, которые хорошо стирают в щелочной среде. Сильнощелочная среда не оказывает разрушающего действия на хлопок и лен;

Для шелковых и шерстяных тканей используют катионоактивные и неионогенные ПАВ; шерсть и шелк устойчивы и их действию в нейтральной или слабокислой средах;

Для синтетических и смешанных тканей используют смеси ПАВ.

Таблетированные формы СМС, которые имеют определен­ное преимущество при дозировании, упаковывают в блистеры. Жидкие и пастообразные СМС фасуют в полимер­ную тару - банки, флаконы, тубы. Жидкие средства снабже­ны дозирующими колпачками (типа «пуш-пул» - толкай-тяни и «флип-топ» - крышка с защелкой).

Вспомогательные средства для стирки. К ним относятся средства для отбеливания, подсинивания, аппретирования, опо­ласкивания, антистатики, гидрофобизаторы тканей и др.

Средства для отбеливания могут выполнять основную и дополнительную функцию - удаление пятен при стирке без кипя­чения. Действующее вещество - активный химический агент: атомарный кислород или атомарный хлор.

Хлорные отбеливатели (например, “Белизна”, “АСЕ”) со­держат обычно гипохлорит натрия в стабилизированной фор­ме. При разбавлении водой происходит гидролиз гипохлорита и образуется хлорноватистая кислота, которая обладает бакте­рицидным действием. При ее разложении выделяется атомар­ный кислород или хлор: в кислой среде образуется хлор, а в щелочной среде - атомарный кислород. Преимущество таких от­беливателей в том, что они не требуют кипячения.

Кислородсодержащие отбеливатели - персоли, например перборат натрия, содержат в молекуле кисло­родные мостики -О-О-. При температуре моющего раствора 60 - 90 °С это вещество гидролизуется, выделяя пероксид водо­рода, затем атомарный кислород, который и является отбелива­ющим и дезинфицирующим агентом. Таким же действием обла­дает перкарбонат натрия и аналогичные отбеливатели.

Форма выпуска - порошкообразные и жидкие (обычные и концентрированные). Порошкообразные отбеливатели фасу­ют в пакеты или баночки из полиэтилена по 50, 100, 200, 400 г; жидкие - в полимерные бутылки или флаконы вместимостью 0,5... 1,0 л с дозирующими устройствами. Для хлорсодержащих отбеливателей рекомендуется использовать специальные уку­порочные средства с защитой от вскрывания детьми.

Ополаскиватели для белья - это мягчители, или кондиционеры, которые добавляют в воду для полоскания при ручной и при машинной стирке. Ополаскиватели содержат в составе аниона активные и неионогенные ПАВ, отдушки и консервант, который обладает бактерицидным, противогрибковым действием. Ополаскивали придают тканям мягкость, уменьшают зольность (налет). Выпускаются в виде обычных и концентрированных растворов.

Средства для антистатической обработки тканей предназначены для снятия избыточного заряда статического электричества тканей из синтетических волокон и уменьшения электризации при эксплуатации изделий. С этой целью используются средства, содержащие растворы ПАВ, которые способствуют гидрофилизации поверхности волокон и тканей, что увеличивает поверхностную электропроводимость тканей, способствуют стоку зарядов и снижению электризуемости. Антистатики выпускают в двух формах - растворы для полоскания, которые добавляют в воду, или в аэрозольных баллонах, которые наносят на поверхность изделий разбрызгиванием.

Чистящие средства. Удаление загрязнений с предметов домашнего обихода, полов, оконных стекол, окрашенных и пластмассовых поверхностей, бытовых электроприборов и бытовой сантехники производится при помощи специальных чистящих средств. В состав чистящих средств входят моющие вещества, абразивы (толченая пемза, кремнезем), антиадсорбенты, которые отделяют грязь от поверхности, регуляторы кислотности, бактерицидные вещества, отдушки.

Ассортимент чистящих средств классифицируют:

По назначению – универсальные; санитарно-гигиенические; для чистки и мытья посуды; для чистки и промывки канализационных труб; для чистки изделий из цветных и драгоценных металлов; для удаления накипи; для чистки газовых плит, электроплит и другого кухонного оборудования; для чистки обивки мебели и ковров; для чистки оконных стекол, зеркал;

По составу – абразивные и безабразивные;

По консистенции – твердые (в виде гранул, порошка, таблеток); жидкие (в виде суспензии, геля, эмульсии, крема); пастообразные. В последнее время получили широкое распространение чистящие средства в форме салфеток для чистки стекла, мебели, металла и др.

Средства для мытья и чистки посуды предназначены для удаления загрязне­ний любого типа за короткое время, при этом они должны полностью смываться при ополаскивании, быть нетоксичными и не раздражать кожу рук.

Важным тре­бованием к таким средствам является их способность обеспечивать блеск повер­хности, предотвращая потускнение стекла, фарфора и других материалов, корро­зию металла, а также появление пятен солей жесткости. Этим обусловлен сложный состав композиций для мытья и чистки посуды, аналогичный составу стиральных порошков (смесь ПАВ и неорганические активные добавки - щелочи, полифос­фаты, силикаты и др.).

Ассортимент представлен пеномоющими средствами для мытья посуды (в том числе столовой) вручную (контакт с кожей рук) и в посудомоечных машинах.

Формы выпуска: жидкости, твердые вещества (порошкообразные или таблетированные).

Жидкие средства - водные растворы анионоактивных и неионогенных ПАВ. Сочетание ПАВ делает возможным мытье посуды в широком диапазоне температур, а специальные добавки - алкилглюкозид и кокамидопропилбетаин - минимально раздражают кожу рук. Содержание ПАВ в жидких средствах составляет суммарно от 4,5 до 11,5%.

Порошкообразные и таблетированные средства для мытья в посудомоечных машинах представляют собой смесь минеральных и органических соединений: карбонат и силикат натрия, фосфаты для улучшения растворимости солей жесткости и снятия накипи, от 5 до 15% кислородсодержащих отбеливатели.

Многие порошкообразные порошки для чистки металлической посуды содер­жат абразивные материалы - жесткие (кварц и пемза молотые или порошок и др.) и мягкие (глинозем, мел, каолин и др.).

Препараты для чистки ковров в процессе применения представляют собой су­хую пену поверхностно-активных веществ, которая разрушает загрязнения и втягивает их и осевшие на ковер пылинки вглубь пленок. Для повышения вязко­сти раствора и стабильности пены вводят добавки стабилизаторов - КМЦ, поли­акриламида, полихлорвинилового спирта, фосфатов, амидов жирных кислот.

Пятновыводящие средства оказывают различные воздействия на загрязнения: растворение, солюбилизация (растворение в присутствии ПАВ веществ, которые обычно в воде нерастворимы, например, жиры), эмульгирование, диспергирование, химическое взаимодействие и биологическое воздействие. Легче выводятся све­жие пятна, со временем масляные загрязнения полимеризуются и удаляются труднее. Обычно используют смеси органических растворителей (изопропил, циклогексанол и др.), ПАВ, смеси ферментов. Химическое воздействие, например, на пятна ржавчины, оказывает щавелевая кислота.

Выпускают пятновыводящие средства для удаления определенных видов заг­рязнений, но большим спросом пользуются универсальные пятновыводители.

Усилителями химической чистки (детергентами) являются жировое мыло, смеси ПАВ (апкиларилсульфонаты, сложные эфиры сульфированных жирных кислот, сульфаты жирных спиртов, амиды и амины жирных кислот и др.

Вопросы и задания для проверки

1. Назовите группы товаров бытовой химии.

2. Как группируются клеи по происхождению?

3. В чем преимущество синтетических клеев?

4. Почему синтетические моющие средства следует применять согласно инструкции?

5. Как делятся средства для чистки по назначению?

6. Какими свойствами обладает олифа?

7. В чем отличие лака от олифы?

8. В чем отличие масляных красок от эмалей?

9. Какие требования предъявляются к маркировке товаров бытовой химии? Назовите общие требования и специфичные.

10. Какие условия необходимо обеспечивать для сохранения качества каждой подгруппы товаров бытовой химии?

11. Составьте схему экспертизы каждой подгруппы товаров бытовой химии. Отметьте специфичные особенности каждой подгруппы при проведении экспертизы.

Лекция 6

Стеклянные товары

Классификация, состав и строение.

Требования к маркировке, упаковке и условиям хранения.

Экспертиза качества

Стекло – материал аморфно-кристаллитной структуры, получаемый путем переохлаждения расплава, состоящего из различных оксидов, и независимо от химического состава и температурной области затвердевания обладающий при постепенном повышении вязкости механическими свойствами твердого тела. Переход из жидкого состояния в стеклообразное является обратимым.

Стекло – это такое состояние аморфного вещества, которое получается при затвердевании переохлажденной жидкости. Стекло неравновесно по отношению к кристаллическому состоянию, которое может реализовываться при том же составе и при тех же внешних условиях. Отличие от кристаллов состоит в отсутствии периодичности строения.

Технологический процесс производства стеклянных изделий подразделяется на следующие основные этапы:

- подготовка сырьевых материалов и приготовление шихты;

- варка стекломассы;

- формование (выработка) изделий;

- отжиг;

- декорирование изделий.

Схема технологического процесса представлена на рисунке 7.

Точность соблюдения технологических режимов на каждом из этапов оказывает существенное влияние на качество готовых изделий.

Чтобы стекло как материал в каждом отдельном случае удовлетворяло предъявляемым к нему требованиям, оно должно обладать соответствующими свойствами как в холодном состоянии, т. е. в виде стекла, так и в жидко-расплавленном, т. е. и виде стекломассы.

Отжиг и обработка

Рисунок 7 – Типовая технологическая получения стекла

Свойства стекла в холодном состоянии определяют физико-механическую сущ­ность изделий, а свойства стекломассы обусловливают процесс их изготовления.

Многочисленные исследования всевозможных стекол и стекломасс показали, что важнейшие свойства их находятся в функциональной зависимости от химического состава. В зависимости от физико-механических и химических свойств стёкла классифицируются по назначению следующим образом:

Стеклотара (бутыли, консервные банки, бутылки, аптекарская и парфюмерная тара и т. д.);

Стекла для изготовления изделий технического назначения (электроизоляторы, водомерные стекла, лабораторная посуда, оптика, электролампы, светофильтры и т. д.);

Стекла для изготовления изделий медицинского назначения (физиотерапевтические лампы, шприцы, кюветы, дистилляторы и т. д.);

Стекла для изготовления изделий строительного назначения (оконное, зер­кальное, витринное, армированное, узорчатое и другие плоские стекла; стеклоблоки, стеклотрубы, стекловолокно, стеклоткани и т. д.

Стекло как материал широко используют для изготовления художественных изделий и имитации драгоценных камней.

Материалы для производства стекла делят на основные и вспомогательные.

Основные материалы служат для введения в стекломассу важнейших окислов, являющихся основой для образования стекла и называемых стеклообразующи­ми. Обычно состав стекла выражается процентным содержанием окислов. Крем­незем (кварцевый песок) Si0 2 является основной частью стекла. Его содержание в стекле колеблется от 60 до 80%. Оставшуюся часть стекломассы в разных ко­личествах составляют сульфат натрия, сода, поташ, мел, бура, свинцовый сурик, барит и др. От качества кварцевого песка зависит качество стекла, так как он может содержать вредные примеси, окрашивающие стекло в нежелательные цвета. По­этому для производства стекла многие пески предварительно подвергают искусст­венному обогащению для удаления слишком крупных и особенно мелких зерен, глины, окислов железа, остатков растительной жизни и других вредных примесей.

В качестве кислотного компонента в стекло добавляют борный ангидрид В 2 О 3 . Борный ангидрид делает стекло более упругим и увеличивает показатель его преломления, в то же время он ускоряет варку, понижает вязкость стекломассы, способствует более быстрой ее очистке и значительно уменьшает кристаллиза­ционную способность.

Сульфат натрия (Na 2 S0 4) и сода (Na 2 C0 3) необходимы для введения в состав стекла окиси натрия, которая ускоряет стеклообразование и снижает температу­ру плавления кварцевого песка.

Окись калия (К 2 0) вводят с помощью поташа (К 2 С0 3). В составе стекломассы окись калия повышает прозрачность и блеск стекла.

Окись кальция СаО является одной из главных составных частей стекла, она придает ему химическую устойчивость. Вводят СаО в стекло с известняком и мелом. Химический состав их выражается формулой СаС0 3 .

Окись магния МgО снижает склонность стекол к кристаллизации и увеличивает скорость твердения, а совместно с А1 2 0 3 повышает химическую стойкость. Окись магния вводят с помощью магнезита МgС0 3 , а совместно с окисью кальция - в виде минерала доломита СаС0 3 МgС0 3 .

Окись бария ВаО вводят, главным образом, в состав оптических стекол и в со­став стекол для изготовления высокосортных художественных изделий. Сырьем для ввода ВаО является сернобариевая соль BaS0 4 в виде минерала барита, а также углебариевая соль ВаС0 3 в виде минерала витерита.

Окись свинца РbО придает стеклу высокую плотность, повышает показатель преломления, придает характерный блеск и игру цветов. В основном окись свин­ца вводят в состав оптических стекол, а также в стекла для изготовления хруста­ля и художественных изделий. Сырьем для ввода окиси свинца служит свинцо­вый глет РbО и свинцовый сурик Рb 3 0 4 .

Окись цинка ZnO снижает коэффициент термического расширения стекол и повышает химическую устойчивость. Окись цинка вводят при помощи цинковых белил ZnO или углекислого цинка ZnCO 3 .

К вспомогательным сырьевым материалам относят красители, обесцвечиватели, окислители, восстановители, глушители и осветлители.

Красителями называют такие вещества, которые, будучи введены в состав сте­кол, окрашивают их в тот или иной цвет. Так, например, соединения марганца ок­рашивают стекло в фиолетовый цвет, соединения кобальта - в синий, хрома - зеленый; никель придает стеклу дымчатую или красновато-фиолетовую окрас­ку. Соединения железа окрашивают стекла в сине-зеленый цвет (закись железа) или в желтый и коричневый цвета (окись железа).

Селен окрашивает стекло в красный и розовый цвета, золото дает так называемый «золотой рубин» от темно-красной до розовой окраски. Серебро придает стеклу зо­лотисто-желтый цвет, а медь - ярко-красный, или так называемый «медный рубин».

Обесцвечиватели - вещества, которые будучи введены в состав стекла, унич­тожают нежелательную окраску, вызванную красящими примесями, преимуществен­но окислами железа, попадающими в стекло в качестве неизбежных примесей к сырьевым материалам (мелу, песку, сульфату и т. д.).

Обесцвечивание может быть химическим и физическим. Сущность химическо­го обесцвечивания заключается в окислении закиси железа в окись, так как кра­сящее действие последней примерно в 10 раз слабее первой. В качестве окис­лителей используют трехокись мышьяка As 2 0 3 , аммонийную селитру NH 4 *N0 3 , сульфат натрия Na 2 S0 4 и др.

Физическое обесцвечивание заключается в окраске стекломассы в дополнитель­ный цвет. Так, например, если стекло, окрашенное закисью железа в зелено-голу­боватый тон, дополнительно окрасить марганцевым или селеновым красителем в розово-красный цвет, то от сложения этих цветов оно становится бесцветным. Однако светопропускаемость его при этом значительно снижается.

Глушители делают стекло непрозрачным - глухим. В качестве глушителей используют фтористые соединения (минерал криолит 3NaFAIF 3 , плавиковый шпат CaF 2) и соли кремнийфтористоводородной кислоты, например Na 2 SiF 6 . Наиболее эффективным глушителем среди фтористых соединений является криолит. Кро­ме фтористых соединений глушение стекла производят соединениями фосфора и соединениями олова. К этой группе относят костяную муку Са(Р0 4) 2 , кислый фосфорнокислый кальций CaНP0 4 *2Н 2 0 и кислый фосфорно-кислый натрий NaHP0 4 *12Н 2 0, а также окись олова Sn0 2 .

Осветлители в стекломассе быстро разлагаются с образованием большого количества газов. Эти газы, пронизывая стекломассу, захватывают мелкие газовые пузырьки, увлекают их и выводят в атмосферу. Благодаря этому стекломасса становится светопрозрачной. В качестве осветлителей употребляют азотнокислый аммоний NН 4* N0 3 , хлористый аммоний NH 4 CI, сернокислый аммоний.

Листовое стекло является базовым продуктом стекольной промышленности - это бесцветное, прозрачное натрий-кальций-силикатное стекло, изготавливаемое методами флόат или вертикального вытягивания без какой-либо дополнительной обработки поверхностей, имеющее вид плоских прямоугольных листов, толщина которых мала по отношению к длине и ширине. Обычно используют стекла с толщинами от 1,9 до 19 мм.

Флόат-стекло характеризуется исключительной ровностью и отсутствием оптических дефектов. Наибольший размер стекла, как правило, составляет 5100-6000 мм и 3210 мм, при этом толщина листа может быть даже меньше двух и достигать 25 мм. Получаемое стекло может быть прозрачным, окрашенным или иметь специально нанесенное покрытие. Стекло, изготавливаемое при помощи флоат-метода, называется флоат-стеклом и в настоящее время является наиболее распространенным типом стекла.

Получение стекла состоит в подготовке сырьевых материалов, составление шихты и варке стекла.

Сырьевые материалы в том виде, в каком они поступают на производство, не всегда бывают пригодны для использования в производственном процессе. Они могут содержать вредные примеси, зернистость не соответствует требуемой. Поэтому все сырьевые материалы предварительно обогащают, дробят, измельчают, просеивают и сушат.

Дозирование компонентов шихты осуществляется дозаторами, которые должны обеспечивать высокую точность процесса в условиях его высокой производительности. Отвешенные в соответствии с заданным составом компоненты шихты ленточным конвейером подаются в смеситель.

Под варкой стекла или стекловарением понимают термический процесс, в результате которого смесь разнородных компонентов образует однородный расплав.

Сущность процесса заключается в нагревании шихты в стекловаренных печах различных конструкций, в результате чего она превращается в жидкую стекломассу, претерпевая сложные физико-химические взаимодействия компонентов, происходящие на протяжении значительного временного интервала.

Различается пять основных этапов варки стекла:

1. Силикатообразование, на стадии которого образуются силикаты и другие промежуточные соединения. Для стекол обычного состава этот этап завершается при температуре 950-1150 C.

2. Стеклообразование, в ходе которого образовавшийся на первом этапе спек с повышением температуры плавится, завершаются реакции силикатообразования, а также происходит взаимное растворение силикатов. В расплаве силикатов протекает весьма медленное, постепенное растворение избыточного кварца, составляющее главное содержание этого этапа. К моменту его окончания образуется прозрачный неоднородный по составу расплав, включающий много пузырей. В общем случае этап стеклообразования завершается при температуре 1200-1250 C.

3. Осветление (дегазация), на протяжении которого из расплава удаляются видимые газовые включения – крупные и мелкие пузыри. Для обычных стекол этап завершается при 1500-1600 C.

4. Гомогенизация (усреднение), на стадии которой происходит усреднение расплава по составу, и он становится химически однородным. Важно отметить, что гомогенизация протекает одновременно с осветлением и в том же диапазоне температур.

5. Студка (охлаждение), в ходе которой происходит подготовка стекломассы к формованию, для чего температуру равномерно понижают до 300-400 C, добиваясь тем самым необходимой вязкости стекла.

Стекловаренная печь – это сердце стекловаренного завода, и именно здесь закладывается основа для получения качественного конечного продукта. В зависимости от количества стекла, которое нужно сварить, используются небольшие стекловаренные печи непрерывного действия.

Стекловарение является ответственным процессом с классическими задачами технологического управления, такими как измерение, управление, регулирование и вычисление. Типичными задачами регулирования являются уровень стекла, давление в печи, количество топлива и воздуха для сжигания, их соотношение.

В стекловаренной печи при высокой температуре в шихте происходят различные процессы и разнообразные превращения. При сравнительно небольших температурах (около 400°С) между материалами шихты начинаются химические реакции, ведущие к образованию силикатов. По мере дальнейшего нагревания шихта превращается в расплав различных солей. Образовавшие­ся силикаты и остатки непрореагировавших компонентов спека­ются в плотную массу. Это первая стадия варки стекла - сили­катообразование (температурный режим 800-900 °С).

При последующем повышении температуры силикаты рас­плавляются и растворяются. Образуется пенистый и непрозрач­ный расплав, пронизанный частицами материалов шихты и пу­зырьками газов, выделяющихся во время реакций. Постепенно твердые остатки шихты растворяются в расплаве, пена исчезает, образуется прозрачная стекломасса. Это вторая стадия стекло­варения - стеклообразование (протекает при температуре 1150-1200 °С).

Полученная масса содержит в себе газообразные включения различных размеров и неоднородна по химическому составу. Поэтому она пока еще непригодна для выработки изделий. Про­цесс удаления из стекломассы пузырей (дегазация) называется осветлением (температура 1400-1500 °С). Оно заключается в вы­делении газообразных включений из стекломассы при дальней­шем нагреве за счет снижения ее вязкости.