1.Inleiding
Met die ontwikkeling van die chemiese industrie is mense se lewenstandaard voortdurend verbeter. Terwyl die lewe aansienlik verbeter het, het dit ook ernstige omgewingsprobleme veroorsaak, wat selfs menslike gesondheid en veiligheid in gevaar stel. Namate mense se eise vir gesondheid aanhou styg, het die veiligheid van chemiese produkte wat alomteenwoordig is in die daaglikse lewe wydverspreide openbare aandag getrek. Wasmiddels, as chemiese stowwe wat wyd gebruik word in die daaglikse lewe en industriële produksie, het veral hoë openbare kommer oor hul veiligheid gewek.
Die veiligheid van chemiese produkte het eens in 'n geloofwaardigheidskrisis verval. Hierdie situasie ontstaan enersyds uit die groot afhanklikheid van skoonmaakmiddelproduksie op tradisionele grondstowwe, en andersyds uit die publiek se gebrek aan professionele kennis oor chemiese produksieprosesse.
Teen hierdie agtergrond, gelei deur die kernkonsep van groen chemie — “omgewingsbesoedeling by die bron verminder en uitskakel” — ontwerp en ontwikkel hierdie studie nuwewasmiddelformulerings. Omgewingsvriendelikoppervlakaktiewe stowween chemiese reagense wat mikroörganismes in water kan inhibeer, word in hierdie skoonmaakmiddelformulering gebruik.
2.Huidige Ontwikkelingsstatus vanWasmiddels
Sedert die mensdom die beskaafde samelewing betree het, was wasaktiwiteite nog altyd 'n onontbeerlike deel van die menslike lewe. Ongeveer 5 000 jaar gelede het mense begin om natuurlike wasvriendelike stowwe soos Chinese heuningsprinkaanvrugte en alkaliese komponente in plantas vir wasdoeleindes te versamel. Driehonderd jaar later is oppervlakaktiewe stowwe kunsmatig deur mense vervaardig. Meer as 'n eeu gelede is seep uitgevind. Sedertdien het seep gemaak van vet, alkali, sout, speserye en pigmente 'n tradisionele skoonmaakmiddel geword. Die eerste kunsmatig sintetiese skoonmaakmiddel, alkielnaftaleensulfonaat, het tydens die Eerste Wêreldoorlog ontstaan. Dit is in 1917 deur Duitsland se BASF ontwikkel en amptelik in 1925 in produksie gebring. Die popularisering van sintetiese skoonmaakmiddels het plaasgevind nadat natriumalkielbenseensulfonaat en tetrapropileenalkielbenseen ontdek en amptelik tussen 1935 en 1939 in produksie gebring is.
3.Doeltreffende Bestanddele en Werkingsmeganisme vanWasmiddels
3.1WasgoedBeginsel
Was in die algemene sin verwys na die proses om vuiligheid van die oppervlak van 'n draer te verwyder. Tydens was verswak of elimineer die werking van skoonmaakmiddel die interaksie tussen vuiligheid en die draer, wat die bindingstoestand van vuiligheid en draer omskakel na die bindingstoestand van vuiligheid en skoonmaakmiddel. Uiteindelik word die vuiligheid van die draer geskei deur spoel en ander metodes. Die basiese proses van wasaksie kan deur die volgende eenvoudige verhouding uitgedruk word:
Draer·Vuil + Wasmiddel → Draer + Vuil·Wasmiddel
Die adhesie van vuilgoed aan voorwerpe word verdeel in fisiese adhesie en chemiese adhesie. Fisiese adhesie sluit verder meganiese adhesie en elektrostatiese adhesie in.
Chemiese adhesie verwys hoofsaaklik na die adhesie wat deur chemiese bindings verkry word. Proteïenvlekke en roes wat aan veselartikels vassit, behoort byvoorbeeld tot chemiese adhesie. Aangesien die chemiese interaksiekrag van hierdie tipe adhesie oor die algemeen sterk is, is die vuilgoed stewig met die substraat verbind en uiters moeilik om te verwyder, wat spesiale behandelingsmetodes vereis.
Die interaksiekrag tussen vuilgoed wat deur fisiese adhesie geheg word en die substraat is relatief swak, wat dit makliker maak om te verwyder in vergelyking met chemiese adhesie. Vuilgoed met meganiese adhesie is maklik om te verwyder; dit is slegs moeilik om te elimineer wanneer die vuildeeltjies klein is (<0.1 μm). Elektrostatiese adhesie manifesteer as die interaksie tussen gelaaide vuildeeltjies en teenoorgestelde ladings. Hierdie krag is sterker as meganiese krag, wat lei tot relatief moeilike vuilverwydering.
Die wasproses van vuilverwydering word oor die algemeen beskou as die volgende stadiums:
A. Adsorpsie: Oppervlakaktiewe stowwe in skoonmaakmiddels ondergaan gerigte adsorpsie by die koppelvlak tussen vuilgoed en die draer.
B. Benatting en Penetrasie: As gevolg van die gerigte adsorpsie van oppervlakaktiewe stowwe aan die tussenvlak, kan die skoonmaakmiddel tussen vuilgoed en die draer binnedring, die draer natmaak en die adhesiekrag tussen vuilgoed en die draer verminder.
C. Verspreiding en Stabilisering van Vuil: Vuil wat van die draeroppervlak losgemaak word, word in die skoonmaakmiddeloplossing versprei, geëmulgeer of opgelos, wat verseker dat die losgemaakte vuil nie weer aan die skoongemaakte oppervlak sal vassit nie.
3.1.1 Soorte grond
Grond verwys na vetterige stowwe wat aan draers kleef, sowel as kleefmiddels van sulke vetterige stowwe, met 'n uiters komplekse samestelling. Gebaseer op verskillende vorme, kan dit rofweg geklassifiseer word in vaste grond, vloeibare grond en spesiale grond.
Algemene vaste gronde sluit roes, stof, koolstofswartdeeltjies en dies meer in. Die oppervlaktes van hierdie stowwe dra gewoonlik negatiewe ladings, wat hulle geneig maak om aan substrate vas te kleef. Meeste partikelvormige vaste gronde is wateronoplosbaar, maar hulle kan maklik versprei word in waterige oplossings wat skoonmaakmiddels bevat; groter vaste deeltjies is makliker om te verwyder. Mees algemene vloeibare gronde is olie-oplosbaar en kan verseping ondergaan met alkaliese oplossings, wat verklaar waarom die meeste skoonmaakmiddels alkalies is. Spesiale gronde verwys hoofsaaklik na hardnekkige vlekke soos bloedvlekke, plantsap en menslike afskeidings. Hierdie tipe grond word hoofsaaklik deur bleikmiddels verwyder, aangesien die sterk oksiderende eienskap van bleikmiddels hul chromofore groepe kan vernietig.
3.2 Aktiewe bestanddele in skoonmaakmiddels
Oppervlakaktiewe stowwe, ook bekend as oppervlakaktiewe stowwe, is die primêre funksionele komponente in skoonmaakmiddels. Hulle los vinnig op in water en vertoon uitstekende eienskappe, insluitend dekontaminasie, skuimvorming, oplosbaarheid, emulsifisering, benatting en dispersie.
3.2.1 Oppervlakaktiewe stowwe: Oorsprong en Ontwikkeling
Eksperimente het getoon dat die byvoeging van sekere stowwe tot water die oppervlakspanning daarvan kan verander, en verskillende stowwe het verskillende effekte op wateroppervlakspanning.
In terme van die eienskap om oppervlakspanning te verminder, word die vermoë om die oppervlakspanning van 'n oplosmiddel te verlaag gedefinieer as oppervlakaktiwiteit, en stowwe met oppervlakaktiwiteit word oppervlakaktiewe stowwe genoem. Stowwe wat die tussenvlaktoestand van 'n oplossingstelsel aansienlik kan verander wanneer dit in klein hoeveelhede bygevoeg word, word oppervlakaktiewe stowwe genoem.
'n Surfaktant is 'n stof wat, wanneer dit in 'n klein dosis by 'n oplosmiddel gevoeg word, die oppervlakspanning van die oplosmiddel aansienlik kan verminder en die tussenvlaktoestand van die stelsel kan verander. Dit gee aanleiding tot 'n reeks funksies soos benatting of ontnatting, emulsifisering of demulsifisering, dispersie of flokkulering, skuiming of ontskuiming, oplosbaarheid, bevogtiging, sterilisasie, versagting, waterafstotendheid, antistatiese eienskappe en korrosiebestandheid, om aan praktiese toepassingsvereistes te voldoen.
Seep-gebaseerde oppervlakaktiewe stowwe het die eerste keer in antieke Egipte omstreeks 2500 v.C. verskyn, waar antieke Egiptenare skoonmaakprodukte van 'n mengsel van skaapvet en plantas gemaak het. Omstreeks 70 n.C. het Plinius van die Romeinse Ryk die eerste stuk skaapvetseep geskep. Seep het eers in 1791 wydverspreide gewildheid verwerf toe die Franse chemikus Nicolas Leblanc die metode ontdek het om bytsoda te produseer via elektrolise van natriumchloried. 'n Produk van die tweede fase van oppervlakaktiewe ontwikkeling is Turkye Rooi Olie, ook bekend as Gesulfoneerde Kasterolie. Dit word gesintetiseer deur kasterolie met gekonsentreerde swaelsuur by 'n lae temperatuur te laat reageer, gevolg deur neutralisering met natriumhidroksied. Turkye Rooi Olie spog met uitstekende emulgeerkrag, deurlaatbaarheid, benatbaarheid en diffusieerbaarheid, en oortref seep in weerstand teen harde water, suur en metaalsoute.
3.2.2 Struktuur van Oppervlakaktiwiteit
Die unieke eienskappe van oppervlakaktiewe stowwe spruit voort uit hul spesiale molekulêre struktuur. Oppervlakaktiewe stowwe is oor die algemeen lineêre molekules wat beide hidrofiliese polêre groepe en lipofiele nie-polêre hidrofobiese groepe bevat.
Hidrofobiese groepe het diverse strukture soos reguit kettings, vertakte kettings en sikliese strukture. Die algemeenste is koolwaterstofkettings, insluitend alkane, alkene, sikloalkane en aromatiese koolwaterstowwe, met die meeste koolstofatoomgetalle wat wissel van 8 tot 20. Ander hidrofobiese groepe sluit in vetalkohole, alkielfenole en atoomgroepe wat fluoor, silikon en ander elemente bevat. Hidrofiliese groepe word gekategoriseer in anioniese, kationiese, amfoteriese ioniese en nie-ioniese tipes. Ioniese oppervlakaktiewe stowwe kan in water ioniseer om elektriese ladings te dra, terwyl nie-ioniese oppervlakaktiewe stowwe nie in water kan ioniseer nie, maar polariteit en wateroplosbaarheid besit.
3.2.3 Algemene skadelike oppervlakaktiewe stowwe
Oppervlakaktiewe stowwe word wyd in die menslike daaglikse lewe gebruik, maar hulle is onmiskenbaar chemiese stowwe. Baie grondstowwe vir oppervlakaktiewe stowwe besit sekere toksisiteits- en besoedelingseienskappe. Dit veroorsaak onvermydelik skade aan die omgewing; met menslike kontak kan hulle die vel irriteer, en sommige het selfs sterk toksisiteit en korrosiwiteit, wat ernstige skade aan die menslike liggaam veroorsaak. Die volgende stel 'n paar algemene skadelike oppervlakaktiewe stowwe voor:
A. APEO
APEO is 'n algemene tipe nie-ioniese oppervlakaktiewe middel, saamgestel uit 'n alkiel-eenheid en 'n etoksi-eenheid. Verskillende koolstofkettinglengtes van die alkiel-deel en verskillende byvoegingshoeveelhede van die etoksi-deel lei tot talle bestaande vorme van APEO met beduidende prestasieverskille tussen verskillende vorme. In die sinteseproses van APEO is die hoofproduk nie-karsinogeen, maar die neweprodukte daarvan is korrosief vir die vel en oë, en sommige kan selfs kanker in ernstige gevalle veroorsaak. Alhoewel dit nie organismes direk benadeel nie, hou APEO 'n omgewingshormonerisiko in. Sulke chemiese stowwe dring die menslike liggaam deur verskeie roetes binne, oefen estrogeenagtige effekte uit, ontwrig normale menslike hormoonafskeiding en verminder die manlike spermtelling verder. Dit is nie net skadelik vir mense nie; verslae dui daarop dat die sintetiese grondstof NPEO ook aansienlike skade aan visse veroorsaak.
B. PFOS
PFOS, volledig genoem Perfluoroktaansulfonaat, is 'n algemene term vir 'n klas geperfluoreerde oppervlakaktiewe stowwe. Dit het 'n omgewingsversterkende effek. As gevolg van sy spesiale fisiese en chemiese eienskappe, is PFOS uiters moeilik om af te breek en word dit beskou as een van die mees hardnekkige stowwe. Nadat dit diere en die menslike liggaam via die voedselketting binnegedring het, versamel dit in groot hoeveelhede en bedreig dit die biologiese gesondheid ernstig.
C. LAS
LAS is 'n belangrike organiese besoedelstof wat groot skade aan die omgewing veroorsaak. Dit kan die fisiese en chemiese eienskappe van grond verander, soos om die grond se pH-waarde en waterinhoud te verander, wat plantgroei belemmer. Boonop kan LAS, wanneer dit watermassas binnedring, met ander besoedelstowwe verbind om verspreide kolloïdale deeltjies te vorm en toksisiteit toon vir jong hoër organismes en laer organismes.
D. Fluoorkoolstof-oppervlakaktiewe stowwe
PFOA en PFOS is die twee belangrikste tradisionele fluorkoolstof-oppervlakaktiewe stowwe. Relevante studies het getoon dat sulke verbindings hoë toksisiteit het, volgehoue omgewingsbesoedeling veroorsaak en massief in organismes ophoop. Gevolglik is hulle in 2009 deur die Verenigde Nasies as volgehoue organiese besoedelstowwe (POP's) gelys.
4 Groen en Nuwe-tipe Oppervlakaktiewe Middels
A. Aminosuur-gebaseerde oppervlakaktiewe middels
Aminosuur-gebaseerde oppervlakaktiewe stowwe word hoofsaaklik van biomassa-grondstowwe met oorvloedige bronne gemaak. Hulle beskik oor lae toksisiteit en newe-effekte, ligte eienskappe, lae irritasie vir organismes en uitstekende bioafbreekbaarheid. Volgens die ladingseienskappe van hidrofiliese groepe na ionisasie in water, kan hulle ook in vier kategorieë geklassifiseer word: kationies, anionies, nie-ionies en amfoteries. Algemene tipes sluit in N-alkielaminosuurtipe, aminosuurestertipe en N-asielaminosuurtipe.
B. Pynappel Ensiem Oppervlakaktiewe Middels
Pynappel-ensiem-oppervlakaktiewe stowwe word vervaardig deur die fermentasie van kamelia-saadmeel en oliekoek wat oorbly na olie-ekstraksie, pynappelskil, tesame met gispoeier, pektinase en ander mikroörganismes. Alhoewel die molekulêre struktuur van hul aktiewe bestanddele onduidelik bly, bewys eksperimentele data dat hulle gunstige wasprestasie het.
C. SAA
SAA is 'n palmolie-derivaat. As 'n produk wat van hernubare plantgrondstowwe gemaak word, het dit wydverspreide aandag getrek. Die produksieproses daarvan is omgewingsvriendelik. Boonop presipiteer dit kalsiumsoute baie stadiger in harde water met 'n hoë kalsium- en magnesiumiooninhoud as algemeen gebruikte oppervlakaktiewe stowwe soos LAS en AS, wat beteken dat dit uitstekende skoonmaakvermoë in praktiese toepassings lewer.
5 Vooruitsig vir die ontwikkeling van skoonmaakmiddels
Oor die wêreldwye skoonmaakmiddelmark verskil lande in ontwikkelingsprioriteite en -tendense, maar die algemene navorsingsrigting vir skoonmaakmiddelprodukte bly konsekwent. Die konsentrasie en vloeibaarmaking van skoonmaakmiddels het hoofstroomtendense geword, terwyl waterbesparing, veiligheid, energiebesparing, professionaliteit, omgewingsvriendelikheid en multifunksionaliteit as gewilde ontwikkelingsrigtings na vore gekom het. Oppervlakaktiewe stowwe, die kern-grondstowwe van skoonmaakmiddels, ontwikkel na sagtheid, saamgestelde formulering en omgewingsversoenbaarheid. Ensiempreparate, wat spog met hoë doeltreffendheid, spesifisiteit en omgewingsvriendelikheid, het 'n navorsingsbrandpunt in skoonmaakmiddelontwikkeling geword. Oor die algemeen word die ontwikkelingstendense van die skoonmaakmiddelbedryf soos volg opgesom:
Diversifikasie, spesialisasie en segmentering van skoonmaakprodukte. Skoonmaakmiddels kan verdeel word in vaste, poeier-, vloeibare en geltipes volgens vorm; gekonsentreerde tipe en gewone tipe volgens aktiewe bestanddeelinhoud; en verskeie kategorieë volgens verpakking, kleur en geur.
Vloeibare skoonmaakmiddels sal die mees belowende produkkategorie word. In vergelyking met vaste skoonmaakmiddels, presteer vloeibare skoonmaakmiddels beter in lae-temperatuur wasgoed, beskik oor meer buigsame formule-ontwerp en eenvoudiger produksieprosesse. Hulle vereis ook minder toerustingbelegging en verbruik minder energie tydens produksie.
Progressiewe konsentrasie van wasmiddelprodukte. Sedert 2009 het gekonsentreerde wasmiddels ontwikkel in drie hoofkategorieë: gekonsentreerde waspoeier, gekonsentreerde wasgoedpeule en gekonsentreerde vloeibare wasmiddel. Gekonsentreerde wasmiddels het merkwaardige voordele bo tradisionele produkte, insluitend 'n hoë aktiewe stofinhoud, sterk wasvermoë en energiebesparing. Daarbenewens bespaar hulle verpakkingsmateriaal, verminder vervoerkoste en neem minder pakhuisruimte op danksy hul gekonsentreerde formule.
Oriëntasie op menslike veiligheid. Met die verbetering van lewenstandaarde evalueer mense nie meer bloot skoonmaakmiddels volgens vlekverwyderingsprestasie nie. Menslike veiligheid, nie-toksisiteit en ligte nie-irritasie het deurslaggewende kriteria vir die keuse van skoonmaakmiddels geword.
Omgewingsvriendelike produkontwikkeling. Eutrofikasie veroorsaak deur fosforbevattende skoonmaakmiddels en die nadelige omgewingsimpakte van bleikmiddels het wydverspreide openbare kommer uitgelok. In reaksie op die vereistes van groen chemie, verskuif die keuse van grondstowwe vir skoonmaakmiddels geleidelik na omgewingsvriendelike en sagte opsies.
Multifunksionaliteit. Multifunksionaliteit is 'n heersende ontwikkelingstendens vir verskeie sosiale produkte, en veeldoelige daaglikse noodsaaklikhede het algemeen geword in die lewe. In die toekoms sal skoonmaakmiddels vlekverwydering integreer met funksies soos sterilisasie, ontsmetting en bleiking.
Plasingstyd: 15 Mei 2026