Изучение эффективности стиральных порошков при различных условиях стирки

Ионы кальция и магния образуют с анионами тяжелых карбоновых кислот малорастворимые соли. Этот процесс можно выразить уравнениями:

2RCOONa + Ca(HCO₃)₂ = Ca(RCOO)₂ + 2NaHCO₃

2RCOONa + MgCl₂ = Mg(RCOO)₂ + 2NaCl

Поэтому при стирке белья  в жесткой воде, содержащей эти  ионы, расход мыла повышается на 25...30%. Малорастворимые соли кальция и  магния оседают на ткани, забивают поры и потому делают ткань грубой, менее  эластичной, с плохой воздухо- и влагопроницаемостью. Такие ткани приобретают сероватый оттенок, а окраска становится блеклой. Кроме того, осевшие на ткани известковые мыла приводят к снижению ее прочности. Это происходит потому, что анионы ненасыщенных карбоновых кислот при сушке тканей окисляются кислородом воздуха с образованием веществ пероксидного характера. Они же окисляют целлюлозу, из которой состоят ткани. Для устранения вредных последствий жесткой воды в мыла вводят натрийтрифосфат Na₅P₃O₁₀. Анион P₃O⁵₁₀^– связывает ионы Ca²⁺ и Mg²⁺ в прочные, но растворимые в воде соединения. По существу они играют роль умягчителя воды. С этой же целью натрийтрифосфат и другие полифосфатные анионы добавляют и в стиральные порошки.

В настоящее время химическая промышленность выпускает большое  количество различных синтетических  моющих средств (стиральных порошков). Наибольшее практическое значение имеют  соединения, содержащие насыщенную углеводородную цепь из 10...15 атомов углерода, так или  иначе связанную с сульфатной или сульфонатной группой, например

Производство синтетических  моющих средств основано на дешевой  сырьевой базе, а точнее на продуктах  переработки нефти и газа. Они, как правило, не образуют малорастворимых  в воде солей кальция и магния.

Средства защиты от накипи

Соли жесткости, содержащиеся в водопроводной воде, образуют накипь на нагревательном элементе стиральной машины. Это приводит к увеличению расхода моющего средства (для  получения хорошего результата) и  электроэнергии, может стать причиной серьёзной поломки машины, а также  негативно воздействует на белье  – делают его более грубым и  блеклым. При стирке необходимо нейтрализовать соли жесткости и предотвратить  образование известкового налёта на деталях стиральной машины. Справиться с этой задачей могут фосфаты  и другие компоненты, смягчающие воду и нейтрализующие соли кальция и  магния. Тем самым фосфаты усиливают  действие стирального порошка. Еще  одно назначение фосфатов – обеспечение  мягкости тканей после стирки. Фосфаты  входят в состав практически любого порошка, следовательно, устранение жесткости  воды происходит независимо от того, используете  вы дополнительное средство или нет. Некоторые, преимущественно немецкие, производители предупреждают об этом надписями типа «дополнительные  средства против отложения извести  не требуются». Телевизионная реклама  этой группы средств крайне активна, причем производители «антинакипинов» для усиления эффекта информационного воздействия объединяются с производителями стиральных машин. Активная рекомендация «добавляйте Calgon при каждой стирке» сделала свое дело – это средства сегодня весьма популярно. Выпускается Calgon польской фирмой Reckitt Benckiser. Помимо этого популярного средства на рынке можно найти еще 10–15 средств как российского, так и импортного производства. «Доктор ТЕН» (Смоленск), «Золушка», «Аист», Luxus Fristall-fix, Bingon и другие.

Устраняющие жесткость воды фосфаты содержатся сейчас почти  во всех порошках. В последнее время  фосфаты подвергаются атаке со стороны  защитников природы, так как попадающие из канализации в водоемы фосфаты  вызывают усиленное зарастание этих водоемов водорослями (эвтрофикацию). В нашем климате этот процесс можно во внимание не принимать, однако некоторые фирмы замещают часть фосфатов в порошках на так называемые цеолиты. Эти вещества после стирки частично остаются на ткани и делают ее более грубой ("жесткий гриф"). Для стирке детского белья порошки с цеолитами использовать просто нельзя.

По поводу «калгона» - он вредит стиральной машине.

А накипь лучше всего удаляется  сульфаминовой кислотой.

Ручной или автомат?

Как мы знаем, в состав порошков-автоматов  обязательно входит пеногаситель, который сводит к минимуму образование пены при стирке (во избежание порчи стиральной машины и потопа). А для ручных порошков пенообразование ненормировано, более того, считается, что чем выше и стабильнее пена, тем лучше.

Следовательно, в смысле применения порошок-автомат является более  универсальным: им можно постирать  и в машине-автомате, и в машине активаторного типа, и вручную. Но порошки-автоматы, как правило, стоят дороже.

В тех случаях, когда различие в цене между ручным и порошком-автоматом  незначительно, целесообразно покупать порошок для автоматических стиральных машин и использовать его для  всех видов стирки.

Среди домохозяек бытует устаревшее мнение, что для успешного отстирывания тканей необходима обильная пена. Однако это представление справедливо лишь для порошков на основе мыла. В случае синтетических моющих средств прямой связи между отстирывающей и пенообразующей способностью нет. Существуют составы, которые обладают хорошими отстирывающими свойствами, но пены почти не дают. При использовании стиральных машин обильная пена иногда и нежелательна. Поэтому существуют пенообразователи на любой вкус. К усилителям пенообразования относят аминоспирт C₁₁H₂₃CONHCH₂CH₂OH

Смягчители

При стирке синтетическими моющими  средствами и последующей сушке  изделия из тканей (полотенца, пеленки  и др.) могут стать жесткими на ощупь. Для ее устранения применяют  смягчители. Это достигается полосканием  в воде с добавкой специальных  составов. Наиболее известными смягчителями являются соединения четвертичных аммониевых оснований.

В состав смягчителей, которые  выпускаются в виде раствора или  пасты, входят также оптические отбеливатели и отдушка. Стирка и химическая чистка изделий из тканей являются химическими  процессами. Химик должен знать их условные обозначения, а также допустимые температуры глажки и условия  сушки.

Некоторые любят погорячее

У многих людей сложился стереотип - чем горячее вода для стирки, тем лучше отстирается загрязнение, потому что тепленькой водой грязь  не "возьмешь". Но залив в машинку  кипятка и добавив биопорошок, они зачастую, к удивлению своему, не получают ожидаемого результата. Пятна от крови и молока остаются! Почему?

Известный факт, что порошки  лучше отстирывают в горячей  воде, то есть стирка при 90 градусах дает лучший результат, чем стирка при 40, абсолютно справедлив для жирных пятен, но неприменим к пятнам белкового  происхождения (кровь, молоко).

Объясним, почему. Белок при  повышении температуры сворачивается (вспомните вареное яйцо), то есть пятно "закрепляется" на ткани, и  отстирать его уже невозможно (можно лишь снизить интенсивность).

Поэтому для удаления белковых пятен с помощью биопорошка стирать следует при температуре 40-50 градусов. На некоторых порошках даже пишут крупными буквами "Биосистема. Не кипятить!". Так что имейте в виду.

Всем известно, что в  горячей воде (90 градусов) жировые, масляные, растительные пятна отстирываются  значительно лучше, чем в теплой (40 градусов).

Однако мы понимаем, что  стирка при низкой температуре наиболее предпочтительна по нескольким причинам.

Во-первых, низкая температура - это более бережное отношение  к вещам, следовательно, увеличение продолжительности их "жизни".

Во-вторых, нагревание воды в  машине-автомате требует дополнительной энергии, то есть больших материальных затрат.

Поэтому высокая эффективность  отстирывания даже при низкой температуре - неоспоримое преимущество стирального порошка.

Чтобы не испортить ткань  при стирке, надо знать, что хлопчатобумажные и льняные ткани выдерживают  высокую температуру, их можно даже кипятить, а шерсть и натуральный  шелк требуют стирки и полоскания в "щадящих" условиях: при температуре  не выше 40--50 ^oС (иначе вещь сильно сваляется -- "сядет"). Их не следует особенно усердно тереть и выжимать, поскольку мокрые волокна этого типа сильно теряют в прочности.

Разнообразные синтетические  ткани редко выдерживают сильное  нагревание без деформации, поэтому  температура их стирки должна быть еще ниже.

Наконец, особого внимания требуют вещи из цветных тканей: чтобы краситель не потускнел, а  ткань не полиняла, их надо стирать  отдельно от белого белья, в теплой (но не в горячей) воде, пользоваться нейтральными моющими средствами.

Подкрахмаливание

Чтобы постельное и столовое белье, мужские рубашки и другие вещи не мялись, выглядели наряднее и меньше грязнились, их подкрахмаливают: после полоскания погружают белье  в крахмальный раствор, а потом  отжимают и сушат. В зависимости  от концентрации раствора можно крахмалить мягко, средне и жестко. Мягко крахмалят  постельное белье и изделия из легких тканей (блузки, платья), средне -- скатерти, салфетки, мужские рубашки, жестко -- воротнички и манжеты мужских сорочек.

Накрахмаленное белье  меньше грязнится и легче отстирывается, и вот почему. Крахмал в процессе варки клейстера и особенно при глажении белья частично расщепляется с образованием декстрина и образует на поверхности ткани тонкую и ровную воздухопроницаемую пленку, которая защищает ткань от загрязнений, принимая их на себя. Если такое белье замочить, а потом прополоскать, большая часть загрязнений вместе со старым крахмалом перейдет в раствор. Для подкрахмаливания годится рисовый, картофельный и кукурузный (маисовый) крахмал и синтетические препараты на основе поливинилацетатной эмульсии.

Если берут готовый  подкрахмаливающий состав, надо действовать  точно по инструкции на упаковке, например, долить нужное количество состава в  воду для полоскания. Еще проще, если предстоит обработать вещь составом из аэрозольного баллончика. Однако гораздо  дешевле (и как уверяют, полезнее с экологической точки зрения) самим готовить крахмальный раствор.

При подкрахмаливании белья полезно помнить следующее:

- накрахмаленное белье  не следует сушить на морозе;

- лучше всего гладить  его чуть влажным;

- накрахмаленные ткани  лучше блестят, если в крахмальный  раствор добавлено немного (на 10 л воды -- 1 чайная ложка) поваренной соли;

- для еще большего глянца  можно добавить в горячий крахмальный  клейстер расплавленныйстеарин (1 столовую ложку на 2 л клейстера).

Практическая часть:  

 

Путем проведения социологического опроса жителей Первомайского района г. Минска были выявлены 7 наиболее популярных марок стиральных порошков. Это «Дося», «Tide», «Е», «Лотос», «Хозяйственное мыло», «Ariel» и «Аленка».

Из тканей были отобраны: шерсть, лен, вискоза, хлопчато-бумажная белая и цветная.

В качестве загрязнителей  использовались все типы пятен: пигментно-масляные (масло подсолнечное), белковые (кровь), окрашенные (кофе, трава), пятна от различных  видов чернил (шариковые ручки, маркер), крахмальные пятна (макароны).

Была собрана «из подручных  средств» установка, эмитирующая стиральную машину (рис. 7).

Рис. 7. «Стиральная машина». 1 – штатив, 2 – моторчик с регулировкой оборотов, 3 – стеклянная мешалка, 4 – колба коническая, 5 – электрическая  плитка.

Для создания одинаковых условий  стирки в колбу каждый раз наливалось по 400мл воды и помещалось по 2г стирального  порошка. После растворения порошка  туда же помещались загрязненные образцы  тканей. Каждая стирка продолжалась 20 минут, после чего производилось  полоскание (вручную) и просушка образцов (см. коллекцию). Затем визуально  независимыми экспертами (из числа  учащихся) по 5-бальной системе оценивалось  качество отстирывания различных загрязнений.  (см. приложение1).

Стирка производилась  при различных температурах: 30, 60 и 90°С. Температура контролировалась и регулировалась при помощи контактного  термометра, электрической плитки и  реле.

Образцы были просмотрены  до и после стирки в оптический микроскоп. К сожалению, увеличения оказалось не достаточно, чтобы зафиксировать  изменения структуры волокон. Однако, уменьшение толщины волокон шерсти при повышении температуры все  же заметить удалось (см.рис. 8-12)

Рис. 12. Шерсть

Результаты и  обсуждение:

В ходе работы были протестированы наиболее популярные стиральные порошки  и составлена база данных (см. приложенные  таблицы).

Пигментно-масляные пятна (масло подсолнечное).

Было подтверждено, что  эффективность удаления жирных пятен  возрастает с повышением температуры, т.е. при 90º С они отстирываются лучше, чем при 30º С.

Также удалению жирных пятен  способствуют щелочные растворы, содержащие ПАВ, т.к. под действием щелочей  происходит «омыление» жиров.

Таблица 1.

Качество отстирывания пигментно-масляных пятен (макс. 25 баллов)

порошок	Ariel	Tide	E	Дося	Лотос	Аленка	Хоз.мыло
баллы	24,3	23,9	23,8	22,3	24,3	24,1	24,7

Не удивительно, что лидирующую позицию занимает хозяйственное  мыло, состоящее в основном из ПАВ.