Spullmëttel a Tenside

1.Aféierung

Mat der Entwécklung vun der chemescher Industrie gouf de Liewensstandard vun de Leit kontinuéierlech verbessert. Wärend d'Liewensqualitéiten däitlech verbessert goufen, huet dat och eescht Ëmweltproblemer verursaacht, déi souguer d'Gesondheet an d'Sécherheet vun de Mënsche a Gefor bruecht hunn. Well d'Ufuerderunge vun de Leit un hir Gesondheet weider eropgoen, huet d'Sécherheet vu chemesche Produkter, déi am Alldag verbreet sinn, eng breet ëffentlech Opmierksamkeet op sech gezunn. Wäschmëttel, als chemesch Substanzen, déi wäit am Alldag an an der industrieller Produktioun benotzt ginn, hunn eng besonnesch grouss ëffentlech Suerg ëm hir Sécherheet ausgeléist.

D'Sécherheet vu chemesche Produkter ass fréier an eng Glaawürdegkeetskris geroden. Dës Situatioun entsteet op der enger Säit duerch déi staark Ofhängegkeet vun der Wäschmëttelproduktioun op traditionell Rohmaterialien, an op der anerer Säit duerch de Manktem u professionellem Wëssen iwwer chemesch Produktiounsprozesser an der Ëffentlechkeet.

Virun dësem Hannergrond, geleet vum Kärkonzept vun der grénger Chimie - "Ëmweltverschmotzung un der Quell reduzéieren an eliminéieren" - entwéckelt dës Studie nei ...WäschmëttelFormuléierungen. ËmweltfrëndlechTensidea chemesch Reagenzien, déi fäeg sinn, Mikroorganismen am Waasser ze hemmen, ginn an dëser Detergentformuléierung benotzt.

2.Aktuellen Entwécklungsstatus vunWäschmëttel

Zënter datt d'Mënschheet an d'ziviliséiert Gesellschaft agaangen ass, waren d'Wäschaktivitéiten ëmmer en onverzichtbaren Deel vum mënschleche Liewen. Viru ronn 5.000 Joer hunn d'Mënschen ugefaangen, natierlech, wäschfrëndlech Substanzen, wéi chinesesch Heeschnappfriichten an alkalesch Komponenten an der Planzenasch fir Wäschzwecker ze sammelen. Dräihonnert Joer méi spéit goufen Tenside künstlech vum Mënsch produzéiert. Viru méi wéi engem Joerhonnert gouf Seef erfonnt. Zënterhier ass Seef aus Fett, Alkali, Salz, Gewierzer a Pigmenter zu engem traditionellen Detergent ginn. Dat éischt künstlech synthetescht Detergent, Alkylnaphthalinsulfonat, ass am Éischte Weltkrich entstanen. Et gouf 1917 vun der däitscher BASF entwéckelt an 1925 offiziell a Produktioun bruecht. D'Populariséierung vu synthetesche Detergenten huet stattfonnt, nodeems Natriumalkylbenzolsulfonat an Tetrapropylenalkylbenzol tëscht 1935 an 1939 entdeckt an offiziell a Produktioun bruecht goufen.

3.Effektiv Zutaten a Wierkungsmechanismus vunWäschmëttel

3.1WäschenPrinzip

Wäschen am allgemenge Sënn bezitt sech op de Prozess fir Dreck vun der Uewerfläch vun engem Träger ze entfernen. Beim Wäschen schwächt oder eliminéiert d'Wierkung vum Wäschmëttel d'Interaktioun tëscht Dreck an dem Träger, wouduerch den Zoustand vun der Bindung vum Dreck an dem Träger an de Bindungszoustand vun Dreck a Wäschmëttel ëmgewandelt gëtt. Schlussendlech gëtt den Dreck duerch Spullen an aner Methoden vum Träger getrennt. De Basisprozess vun der Wäschaktioun kann duerch déi folgend einfach Bezéiung ausgedréckt ginn:

Träger·Dreck + Wäschmëttel → Träger + Dreck·Wäschmëttel

D'Adhäsioun vu Dreck un Objeten gëtt a kierperlech Adhäsioun a chemesch Adhäsioun opgedeelt. Déi kierperlech Adhäsioun ëmfaasst weider mechanesch Adhäsioun an elektrostatesch Adhäsioun.

Chemesch Haftung bezitt sech haaptsächlech op d'Haftung, déi duerch chemesch Bindungen erreecht gëtt. Zum Beispill gehéieren Proteinflecken a Rost, déi u Faserartikelen ugepecht sinn, zu der chemescher Haftung. Well d'chemesch Interaktiounskraaft vun dëser Aart vu Haftung am Allgemengen staark ass, ass den Dreck fest mam Substrat verbonnen a ganz schwéier ze entfernen, soudatt speziell Behandlungsmethoden erfuerderlech sinn.

D'Interaktiounskraaft tëscht Dreck, deen duerch kierperlech Haftung an dem Substrat befestegt ass, ass relativ schwaach, wat et méi einfach mécht, en ze entfernen am Verglach mat chemescher Haftung. Dreck mat mechanescher Haftung ass einfach ze entfernen; en ass nëmme schwéier ze eliminéieren, wann d'Dreckpartikelen kleng sinn (<0,1 μm). Elektrostatesch Haftung manifestéiert sech als d'Interaktioun tëscht geluedenen Dreckpartikelen a géigneresch Ladungen. Dës Kraaft ass méi staark wéi mechanesch Kraaft, wat zu enger relativ schwiereger Entfernung vum Dreck féiert.

De Wäschprozess fir d'Entfernung vu Dreck gëtt allgemeng als folgend Etappen ugesinn:

A. Adsorptioun: Tenside an Detergenten ënnerleien enger direkter Adsorptioun op der Grenzfläch tëscht Dreck an dem Träger.

B. Befeuchtung a Penetratioun: Wéinst der Grenzflächendirektionaler Adsorptioun vun Tensiden kann den Detergent tëscht dem Dreck an dem Träger andréngen, den Träger naass maachen an d'Adhäsiounskraaft tëscht dem Dreck an dem Träger reduzéieren.

C. Dispersioun a Stabiliséierung vum Dreck: Den Dreck, deen vun der Trägeruewerfläch lassgetrëppelt ass, gëtt an der Detergentléisung dispergéiert, emulgéiert oder opgeléist, sou datt den lassgetrëppelten Dreck net erëm op déi gereinegt Uewerfläch hänke bleift.

3.1.1 Buedemaarten

Buedem bezitt sech op fetteg Substanzen, déi un Trägermaterialien hänken, souwéi op Klebstoffer vun esou fettege Substanzen, a weisen eng extrem komplex Zesummesetzung op. Baséierend op de verschiddene Formen kann e grob a feste Buedem, flëssege Buedem a spezielle Buedem agedeelt ginn.

Zu de gängleche feste Buedem gehéieren Rost, Stëbs, Kuelestoffpartikelen a soss ähnleches. D'Uewerfläche vun dëse Substanzen droen normalerweis negativ Ladungen, wouduerch se ufälleg fir d'Haftung un Substrater sinn. Déi meescht partikelfërmeg fest Buedem sinn net waasserléislech, awer si kënne liicht a wässerege Léisunge mat Detergenten dispergéiert ginn; méi grouss fest Partikelen si méi einfach ze entfernen. Déi meescht gänglech flësseg Buedem sinn uelegléislech a kënne mat alkalesche Léisunge versäipt ginn, wat erkläert, firwat déi meescht Detergenten alkalesch sinn. Spezial Buedem bezéie sech haaptsächlech op haartnäckege Flecken wéi Bluttflecken, Planzesaf a mënschlech Sekretiounen. Dës Zort Buedem gëtt haaptsächlech duerch Bleichmëttel ewechgeholl, well déi staark oxidéierend Eegeschaft vu Bleichmëttel hir chromophor Gruppen zerstéiere kann.

3.2 Aktiv Zutaten an Detergenten

Tenside, och bekannt als Uewerflächenaktiv Substanzen, sinn déi primär funktionell Komponenten an Detergenten. Si léisen sech séier am Waasser op a weisen exzellent Eegeschafte wéi Dekontaminatioun, Schaumbildung, Solubiliséierung, Emulgéierung, Befeuchtung an Dispersioun.

3.2.1 Tenside: Urspronk an Entwécklung

Experimenter hunn gewisen, datt d'Zousätzlech vu bestëmmte Substanzen zum Waasser seng Uewerflächenspannung verännere kann, an ënnerschiddlech Substanzen hunn ënnerschiddlech Auswierkungen op d'Waasseruewerflächenspannung.

Wat d'Eegeschaft vun der Reduktioun vun der Uewerflächenspannung ugeet, gëtt d'Fäegkeet, d'Uewerflächenspannung vun engem Léisungsmëttel ze senken, als Uewerflächenaktivitéit definéiert, a Substanzen mat Uewerflächenaktivitéit ginn Uewerflächenaktiv Substanzen genannt. Substanzen, déi den Grenzflächenzoustand vun engem Léisungssystem wesentlech änneren kënnen, wa se a klenge Quantitéiten derbäigesat ginn, ginn als Tenside bezeechent.

E Tensid ass eng Substanz, déi, wann se an enger klenger Dosis zu engem Léisungsmëttel bäigefüügt gëtt, d'Uewerflächespannung vum Léisungsmëttel däitlech reduzéiere kann an den Grenzflächenzoustand vum System änneren kann. Dëst ergëtt eng Rei vu Funktiounen, wéi z. B. Befeuchtung oder Entfeuchtung, Emulgatioun oder Demulgatioun, Dispersioun oder Flokkulatioun, Schaumbildung oder Entschäumung, Solubiliséierung, Befeuchtung, Sterilisatioun, Weichmachung, Waasserofweisung, antistatesch Eegeschaften a Korrosiounsbeständegkeet, fir déi praktesch Ufuerderungen ze erfëllen.

Tenside op Seefbasis sinn fir d'éischt am antike Ägypten ëm 2500 v. Chr. opgetrueden, wou d'Al-Ägypter Botzmëttel aus enger Mëschung aus Schofsfett a Planzeasch hiergestallt hunn. Ëm 70 n. Chr. huet de Plinius vum Réimesche Räich dat éischt Stéck Schofsfettseef kreéiert. Seef huet eréischt 1791 u grousser Popularitéit gewonnen, wéi de franséische Chemiker Nicolas Leblanc d'Method fir d'Produktioun vun Natron duerch Elektrolyse vu Natriumchlorid entdeckt huet. E Produkt vun der zweeter Phas vun der Tensideentwécklung ass Tierkei-Routueleg, och bekannt als sulfonéiert Rizinusueleg. Et gëtt synthetiséiert andeems Rizinusueleg mat konzentréierter Schwefelsäure bei enger niddreger Temperatur reagéiert, gefollegt vun enger Neutraliséierung mat Natriumhydroxid. Tierkei-Routueleg huet eng aussergewéinlech Emulgatiounskraaft, Permeabilitéit, Benetzungsfäegkeet an Diffusibilitéit a schléisst Seef a punkto Resistenz géint haart Waasser, Säure a Metallsalzer of.

3.2.2 Struktur vun der Uewerflächenaktivitéit

Déi eenzegaarteg Eegeschafte vu Tenside stamen aus hirer spezieller molekularer Struktur. Tenside si generell linear Molekülen, déi souwuel hydrophil polar Gruppen wéi och lipophil net-polar hydrophob Gruppen enthalen.

Hydrophob Gruppen hunn ënnerschiddlech Strukturen, wéi gerad Ketten, verzweigte Ketten a zyklesch Strukturen. Déi heefegst sinn Kuelewaasserstoffketten, dorënner Alkanen, Alkenen, Cycloalkanen an aromatesch Kuelewaasserstoffer, mat de meeschte Kuelestoffatomzuelen tëscht 8 an 20. Aner hydrophob Gruppen enthalen Fettalkoholen, Alkylphenoler an Atomgruppen, déi Fluor, Silizium an aner Elementer enthalen. Hydrophil Gruppen ginn an anionesch, kationesch, amphoter ionesch an net-ionesch Typen kategoriséiert. Ionesch Tenside kënnen am Waasser ioniséieren fir elektresch Ladungen ze droen, während net-ionesch Tenside net am Waasser ioniséieren kënnen, awer Polaritéit a Waasserléislechkeet hunn.

3.2.3 Allgemeng schiedlech Tenside

Tenside gi wäit am mënschleche Alldag benotzt, awer si sinn onbestreitbar chemesch Substanzen. Vill Rohmaterialien fir Tenside hunn eng gewëssen Toxizitéit an eng Verschmotzungseigenschaft. Si verursaachen zwangsleefeg Schued un der Ëmwelt; bei Kontakt mam Mënsch kënne si d'Haut irritéieren, an e puer hunn souguer eng staark Toxizitéit a Korrosivitéit, wat dem mënschleche Kierper schwéier Schied verursaacht. Hei sinn e puer üblech schiedlech Tenside virgestallt:

A. APEO

APEO ass eng üblech Aart vun net-ioneschem Tensid, deen aus enger Alkylgrupp an enger Ethoxygrupp zesummegesat ass. Variabel Kuelestoffkettenlängten vum Alkyldeel an ënnerschiddlech Zousazquantitéite vum Ethoxydeel féieren zu ville existente Forme vun APEO mat bedeitende Leeschtungsënnerscheeder tëscht de verschiddene Forme. Am Syntheseprozess vun APEO ass den Haaptprodukt net karzinogen, awer seng Nieweprodukter si korrosiv fir d'Haut an d'Aen, an e puer kënnen a schwéiere Fäll souguer Kriibs verursaachen. Och wann et den Organismen net direkt schued, stellt APEO e Risiko fir d'Ëmwelthormonen duer. Sou chemesch Substanzen kommen iwwer verschidde Weeër an de mënschleche Kierper, hunn östrogenähnlech Effekter, stéieren déi normal mënschlech Hormonsekretioun a reduzéieren d'männlech Spermienzuel weider. Et ass net nëmme schiedlech fir de Mënsch; Rapporte weisen datt säi synthetescht Rohmaterial NPEO och wesentleche Schued bei Fësch verursaacht.

B. PFOS

PFOS, vollstänneg genannt Perfluoroktansulfonat, ass en allgemenge Begrëff fir eng Klass vu perfluoréierten Tenside. Et huet en Ëmweltverstäerkungseffekt. Wéinst senge spezielle physikaleschen a chemeschen Eegeschaften ass PFOS extrem schwéier ofzebauen a gëllt als eng vun de widderstandsfäegsten Substanzen. Nodeems et iwwer d'Liewensmëttelkette an Déieren an de mënschleche Kierper kënnt, sammelt et sech a grousse Quantitéiten un a bedroht d'biologesch Gesondheet eescht.

C. LAS

LAS ass e wichtegen organesche Schadstoff, deen der Ëmwelt e groussen Schued verursaacht. Et kann déi physikalesch a chemesch Eegeschafte vum Buedem veränneren, wéi zum Beispill de pH-Wäert vum Buedem an de Waassergehalt änneren, wouduerch de Planzewuesstum hemmt. Zousätzlech kann LAS, wann et a Waasserkierper kënnt, sech mat anere Schadstoffer verbannen, fir dispergéiert kolloidal Partikelen ze bilden, an et weist Toxizitéit fir jonk héich Organismen an ënnescht Organismen.

D. Fluorcarbon-Tenside

PFOA a PFOS sinn déi zwee wichtegst traditionell Fluorcarbon-Tenside. Relevant Studien hunn gewisen, datt sou Verbindungen eng héich Toxizitéit hunn, persistent Ëmweltverschmotzung verursaachen a massiv an Organismen accumuléieren. Dofir goufen se vun de Vereenten Natiounen am Joer 2009 als persistent organesch Schadstoffer (POPs) opgezielt.

4 Gréng an nei Tenside

A. Tenside op Basis vun Aminosaieren

Tenside op Basis vun Aminosaieren ginn haaptsächlech aus Rohmaterialien aus Biomasse mat reichleche Quellen hiergestallt. Si hunn eng niddreg Toxizitéit an Niewewierkungen, si hunn mëll Eegeschaften, si hunn eng niddreg Irritatioun fir Organismen an si sinn exzellent biologesch ofbaubar. Jee no de Ladungseigenschaften vun den hydrophile Gruppen no der Ioniséierung am Waasser kënne se och a véier Kategorien agedeelt ginn: kationesch, anionesch, net-ionesch an amphoter. Déi heefegst Zorte sinn N-Alkyl-Aminosäuren, Aminosäureester an N-Acyl-Aminosäuren.

B. Ananas-Enzym-Tenside

Ananas-Enzym-Tenside ginn duerch d'Fermentatioun vu Kamellensamenmiel an Uelegkuch, déi no der Uelegextraktioun iwwereg bleiwen, Ananasschuel, zesumme mat Hefpulver, Pektinase an aner Mikroorganismen produzéiert. Och wann d'molekular Struktur vun hiren aktiven Zutaten nach net kloer ass, beweisen experimentell Donnéeën, datt si eng gutt Wäschleistung hunn.

C. SAA

SAA ass en Derivat vu Palmenueleg. Als Produkt aus erneierbaren Planzeréimaterialien huet et vill Opmierksamkeet op sech gezunn. Säi Produktiounsprozess ass ëmweltfrëndlech. Ausserdeem fällt et a haartem Waasser mat héijem Kalzium- a Magnesiumionengehalt Kalziumsalzer vill méi lues aus wéi üblech Tenside wéi LAS an AS, dat heescht, et liwwert eng aussergewéinlech Wäschwierkung a prakteschen Uwendungen.

5 Perspektiven fir d'Entwécklung vu Wäschmëttel

Um weltwäite Maart fir Wäschmëttel ënnerscheede sech d'Länner a punkto Entwécklungsprioritéiten an Trends, awer déi allgemeng Fuerschungsrichtung fir Wäschmëttelprodukter bleift konsequent. D'Konzentratioun an d'Verflësseging vu Wäschmëttelen sinn zu Mainstream-Trends ginn, während Waasserspueren, Sécherheet, Energiespueren, Professionalitéit, Ëmweltfrëndlechkeet a Multifunktionalitéit sech als populär Entwécklungsrichtung erausgestallt hunn. Tenside, déi wichtegst Rohmaterialien vu Wäschmëttelen, entwéckele sech a Richtung Mëllheet, Zesummesetzung an Ëmweltkompatibilitéit. Enzympräparatiounen, déi sech mat héijer Effizienz, Spezifizitéit an Ëmweltfrëndlechkeet auszeechenen, sinn zu engem Fuerschungs-Hotspot an der Entwécklung vu Wäschmëttelen ginn. Am Allgemengen kënnen d'Entwécklungstrends vun der Wäschmëttelindustrie wéi follegt zesummegefaasst ginn:

Diversifikatioun, Spezialiséierung a Segmentéierung vu Wäschmëttelprodukter. Wäschmëttel kënnen no Form a fest, pulverfërmeg, flësseg a gelfërmeg Zorten opgedeelt ginn; konzentréiert an normal Zort no Aktivbestanddeeler; a verschidde Kategorien no Verpackung, Faarf a Parfum.

Flësseg Wäschmëttel wäerten déi villverspriechendst Produktkategorie ginn. Am Verglach mat feste Wäschmëttel leeschte flësseg Wäschmëttel besser beim Wäschen bei niddreger Temperatur, si hunn e méi flexible Formeldesign a si méi einfach Produktiounsprozesser. Si erfuerderen och manner Investitiounen an Ausrüstung a verbrauchen manner Energie während der Produktioun.

Progressiv Konzentratioun vu Wäschmëttelprodukter. Zënter 2009 hunn sech konzentréiert Wäschmëttel an dräi Haaptkategorien entwéckelt: konzentréiert Wäschpolver, konzentréiert Wäschkapselen a konzentréiert flëssegt Wäschmëttel. Konzentréiert Wäschmëttel hunn bemierkenswäert Virdeeler géintiwwer traditionelle Produkter, dorënner en héijen Undeel un aktiven Substanzen, staark Wäschwierkung a Energiespueren. Zousätzlech spueren si Verpackungsmaterial, reduzéieren d'Transportkäschten a brauche manner Lagerplaz wéinst hirer konzentréierter Formel.

Orientéierung op d'Sécherheet vum Mënsch. Mat der Verbesserung vum Liewensstandard bewäerten d'Leit Wäschmëttel net méi nëmmen no der Leeschtung vun der Fleckenentfernung. Mënschlech Sécherheet, Net-Toxizitéit a liicht Net-Irritatioun sinn zu entscheedende Critèren fir d'Auswiel vu Wäschmëttel ginn.

Entwécklung vun ëmweltfrëndleche Produkter. Eutrophierung, verursaacht duerch phosphorhalteg Wäschmëttelen, an déi negativ Ëmweltauswierkunge vu Bleichmëttelen, hunn eng breet ëffentlech Suerg ausgeléist. Als Äntwert op d'Ufuerderunge vun der grénger Chimie wiesselt sech d'Auswiel vu Rohmaterialien fir Wäschmëttelen no an no op ëmweltfrëndlech a mëll Optiounen.

Multifunktionaliséierung. Multifunktionalitéit ass en aktuellen Entwécklungstrend fir verschidde sozial Produkter, an alldeeglech Bedierfnesser fir vill Zwecker si verbreet ginn. An Zukunft wäerten d'Spullmëttel d'Fleckentfernung mat Funktiounen wéi Sterilisatioun, Desinfektioun a Bleichen integréieren.