Mosószerek a 21. században Alkímia ma előadássorozat

Átírás

1 Mosószerek a 21. században Alkímia ma előadássorozat Mészáros Róbert Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kémiai Intézet

2 vi. Bevezetés Tematika vii. A mosási mechanizmus főbb lépései viii. Mosószer komponesekés szerepük a mosásban viv. Új kihívások és trendek a mosószeriparban Unilever Research and Development Laboratory, Port Sunlight, Anglia : Marie Curie posztdoktori ösztöndíj július: Szakértői munka.

3 I. Bevezetés

4 Mosás hajdanán Neogrády Antal: Mosás a pataknál. Mosás a FeketeKörösben (Gyanta, v. Bihar megye) Magyar Néprajzi lexikon Folyóvíz Tisztítószer (mosó szappan) Mechanikai hatás (súrolás)

5 Mosás manapság Tisztítószer (Mosószer) Henkel, Unilever, Procter&Gamble Mechanikai hatás (Mosógép)

6 A ruhaszennyezések típusai v1. Oily soil: Folyékony apoláris szennyezések (motor olaj, növényi eredetű olajok, hosszú szénláncú alkoholok, a bőrből származó szébum, kozmetikai termékek maradványai v2. Particulate soil: Szilárd halmazállapotú szennyezők (agyag,vasoxidok stb. ) vegyéb: Pld a bőrből származó fehérjék.

7 A tisztítandó felület és mosási hatékonyság A ruhák többségének felülete nem egy makroszkopikus szilárd felszín hanem egy pórus rendszer! V.S. Moholkar, és mtsai AUTEX Research Journal, Vol. 3, No3, 2003 A mosás hatékonyságát sok paraméter befolyásolja: A szennyező típusa, mennyisége, a ruha típusa (pamut, poliészter stb.), mosógép típusa, vízminőség, mosószer, adalékok stb. Kolloid és felületi kémia!

8 II. A mosási mechanizmus (detergencia) főbb lépései

9 A ruha nedvesedése Nedvesedési idő: (egy ruhadarab lesüllyedésének ideje egy adott edényben, meghatározott kísérleti körülmények mellett) Elsődleges a mosószer szerepe! σ ruha/oldat, σ ruha/levegő σ oldat/levegő határfelületi feszültségek viszonya, (szennyező jelenlétében σ oldat/szenny. és σ ruha/szenny. is). levegő σ oldat/levegő θ oldat oldat σ oldat/szenny. θ Szenny. σ ruha/levegő σ ruha/oldat σ ruha/oldat σ ruha/szenny. ruhafelület s levegő/ruha cos ( q)= s ruha/oldat + s levegő/ruha ruhafelület s ruha/oldat = s ruha/szenny. + s oldat/szenny cos (q) q : peremszög

10 A szennyezés eltávolítása Vizes oldat Szennyező ruha G > 0 Elsődleges a mechanikai hatás (mosógép) szerepe! A patakban történő súrolás nagyon hatékony.

11 A szennyezés visszarakódásának megakadályozása Szennyező részecskék kolloid diszperziója (emulzió vagy szol) keletkezik. Nemegyensúlyi rendszer a részecskék nagy fajlagos felülete miatt! G<0 Kolloid diszperzió Heterogén rendszer A kolloid részecskék aggregációja A mosógép faláról a szennyező anyag visszarakódhat az öblítésnél! A patak a visszarakódás megakadályozásában verhetetlen

12 III. Mosószer komponesek és szerepük a mosásban

13 A mai mosószerek főbb komponensei 1. Tenzidek 2. Polimerek 3. Enzimek 4. A főbb mosószerkomponesek hatását segítő és a mosógépet kímélő adalékok ( builder ) 5. Fehérítő adalékok 6. Marketing komponensek

14 1. Tenzidek

15 Tenzidek, illetve amfipatikus molekulák Definíció: Apoláris és poláris csoportot térben jól elkülönülten tartalmazó molekulák: Fókusz a vizes oldatokon Apoláris (hidrofób) rész jóval nagyobb Poláris (hidrofil) fejcsoport Hagyományos szappan

16 A mosószeriparban jelenleg használt tenzidek Nemionos tenzidek Anionos tenzidek alkilfeniletoxilátok Nátrium benzilalkilszulfonátok poly(oxietilén) alkiléterek Nátrium alkilszulfátok verősen környezetszennyező anyagok. vdermatológiailag sem kedvező hatásúak.

17 Apoláros közeg Hidrofób kölcsönhatás Vizes közeg

18

19 A micellaképződés szerepe vmicellaképződés a kritikus micellaképződési koncentráció felett (cmc) (adott hőmérsékleten, és oldószerben ). va cmc adott tenzid homológsor esetében csökken a szénatomszám növelésével. va nemionos tenzidek cmcje kisebb, mint az ionosoké adott szénlánc esetén. A micellaképződés hajtóereje 1 mól tenzid molekulára vonatkoztatva: G* RT ln(cmc) Apoláris molekula tenzid A szolubilizáció az apoláris szennyező anyagok eltávolításában csak másodlagos szerepet játszik!

20 Tenzid adszorpció és micellaképződés A tenzidadszorpció eredményeként a levegő/víz, illetve a szennyező/víz határfelületi feszültség jelentősen csökken. Felületi feszültség Levego v. olajfázis CMC log(c tenzid ) Levegő v. olajfázis cmc: pszeudóoldhatóság Az egyensúlyi tenzid koncentráció a cmc feletti össztenzid koncentrációknál ~ konstans. A cmc felett az adszorbeált tenzid mennyisége már nem változik jelentős mértékben. Vizes oldat

21 A tenzidadszorpció és detergencia I. s ruha/oldat, s oldat/levegő, s oldat/szenny határfelületi feszültségek csökkentése révén: v A tenzid adszorpciójavítja a ruhafelület nedvesedését (nedvesedési idő, q peremszög csökken). Vizes oldat Szennyező levegő σ ruha/levegő σ oldat/levegő θ σ ruha/oldat oldat ruhafelület v A szennyezés eltávolításához és felaprításához szükséges munkát is csökkenti. ruha G > 0

22 A tenzidadszorpció és detergencia II. I. A szennyező részecskék diszperziójának stabilizálása. Elektrosztatikus stabilizálás (ionos tenzidek) Sztérikus stabilizálás (nemionos tenzidek) II. A ruhára történő visszarakódásuk megakadályozása ruhafelület Szennyező (apoláris)

23 Egyensúlyi tenzidadszorpció és mosási hatékonyság σ [mn.m 1 ] Γ [10 6 mol/m 2 ] C 14 C13 C12 C11 C10 C 9 C lg(c tenzid /mm) 5 c 14 c 13 c 12 c 11 c 10 c 9 c c [mm] Egy tenzid homológsor esetén a felületaktivitás nő a szénlánchosszal. Az egyensúlyi tenzidadszorpciós tulajdonságok alapján a hosszabb szénláncú tenzidek preferáltak a mosószerben! Varga és mtsai J. Phys. Chem. B. 2007, 111,

24 Nemegyensúlyi tenzidadszorpciókinetikája és mosási hatékonyság v Egyensúlyban v adsz = v desz v A legújabb kutatások szerint a ruha/oldat, ruha/szennyező határfelületeken nem feltétlenül alakul ki az egyensúlyi tenzidadszorpciós réteg a ruhafelület pórusos szerkezete miatt különösen alacsony mosási hőmérsékleteken. v adsz v desz v A mosási hatékonyságot a tenzidadszorpció kinetikája is jelentős mértékben befolyásolja. A tenzid adszorpció sebessége: v adsz A tenzid deszorpció sebessége: v desz

25 A tenzidadszorpció kinetikája és mosási hatékonyság A tenzideket jelentős feleslegben alkalmazzák, így az egyensúlyi tenzidkoncentráció: c tenzid cmc A ruhák felülete közelében c tenzid (t) cmc (a micellák átlagos élettartamának szerepe) Az adszorpciófolyamatának kezdeti szakaszán: V adsz = k adsz c tenzid k adsz ~ kt/h Az tenzidadszorpció kinetikája szempontjából a kisebb szénláncú tenzidek preferáltak a mosószerben! (A cmc értéke csökken a hidrofób lánc hosszának növelésével.)

26 Az ideális tenzid összetétel Általában 812 szénatomot tartalmazó tenzidek elegyei Az anionos tenzidek a legfontosabb komponensek, mivel a legtöbb szennyezőn adszorbeálódnak és a cmcjük nem túl alacsony. A nemionos tenzidek szerepe kisebb. v Elsősorban apoláris szennyezőkön adszorbeálódnak. v Az elegendően nagy felületaktivitás mellett a cmcjük kicsi. v A micellák átlagos éllettartama jóval nagyobb mint az ionos tenzideké.

27 A hőmérséklet hatása a tenzid oldatok fázistulajdonságaira C tenzid Kraft hőmérséklet cmc Hőmérséklet Ionos tenzidek A Kraft hőmérséklet alatt nincs micella képződés. A Kraft hőmérséklet felett micellák képződnek és az oldatba vitt tenzid mennyisége rohamosan nő a hőmérséklettel. A mosás hőmérsékletének az ionos tenzidek Kraft hőmérséklete felett kell lennie. Nemionos tenzidek A nemionos tenzidek oldhatósága csökken a hőmérséklet növekedésével. (Felhősödési hőmérséklet cloud point ). Az apoláris szennyezés eltávolítására a felhősödési hőmérséklet közelében a legalkalmasabbak.

28 2. Polimerek

29 A szennyezés visszarakódását megakadályozó polimerek Soil release polimerek: nátrium carboximetil cellulóz (NaCMC) A szennyezés visszarakódását gátolják sztérikus és elektrosztatikus taszítás révén. Öblítés 0.01% NaCMC Ruha fehérség Desztillált víz ruhafelület Szennyező részecske idő

30 3. Enzimek

31 Enzimek szerepe a mosásban Proteáz Fehérjebontó enzim. Amiláz A szénhidrátokat bontja. Lipáz Zsírokat bontó enzim. A szennyezőben jelenévő fehérjéket, zsírokat, és szénhidrátokat bontják le. Alacsony hőmérsékleten is hatékonyak. Légúti allegiát okozhatnak az enzim illetve mosószergyártás folyamata során.

32 4. A főbb mosószerkomponesek hatását segítő és a mosógépet kímélő adalékok ( builder )

33 A vízben lévő elektrolitok hatása a detergenciára Na 2 SO 4 Ruha fehérség AlCl 3 CaCl 2 c elektrolit velektrosztatikus kölcsönhatások árnyékolása. va többértékű pozitív ionok az anionos tenzidekkel csapadékot képeznek. va negatív töltésű ruhaszálak közötti pórusokat blokkolhatják.

34 Builder típusúadalékok I. Vízlágyító komponensek Polifoszátok: Na 5 P 3 O 10 A leghatékonyabb vízlágyító, de a szennyező részecskék diszperziójának kinetikai stabilitását is fokozza. A természetes vizek oxigéntartalmát jelentős mértékben csökkenthetik (eutrofikáció) Szóda: Na 2 CO 3 A vízlágyítás mellett a lúgos környezetet biztosítja a mosáshoz.

35 Builder típusúadalékok II. Vízlágyító és korróziógátlóadalékok v Nátrium szilikátok (Na 2 SiO 3 ) Vízlágyító hatásuk is jelentős (por vagy kolloid részecskék formájában, utóbbit folyékony mosószerekben alkalmazzák) v Zeolitok (alumíniumszilikátok)

36 5. Fehérítő adalékok

37 Fehérítő komponensek Nátrium hipoklorit Nátrium perborát (Na 2 H 4 B 2 O 8 ) Nátrium perkarbonát (2Na 2 CO 3 3H 2 O 2 ) A fehérítő komponensek jelentős mértékben roncsolhatják a ruhát, ezért alkalmazásuk korlátozott.

38 6. Marketing komponensek

39 Marketing adalékok v Optikai fehérítő anyagok (fluroeszcens, színtelen anyagok) v Illatosító adalékok v Színezék szemcsék A legnagyobb bevételnövelést okozó komponensek a mosószeriparban. Szerepük a mosási mechanizmusban elhanyagolható.

40 IV. Új kihívások és trendek a mosószeriparban

41 Több komponens együttes hatása? Polimer/tenzid kölcsönhatás: Tenzidelegyek oldatbeli és felületi sajátságai: L. Zhang, P. Somasundaran, J. Colloid Interface Sci., 2006, 302, Enzim/tenzid, enzim/polimer kölcsönhatás stb.

42 Mosószer hatékonyság kontra üzleti megfontolások Alkalmazottés titkosítottkutatás preferenciája az alapkutatással szemben. A tenzid és polimergyártó cégek részvétele a detergencia kutatásban. (BASF, Shell stb.) A fogyasztóiszokásokkutatása (consumer science) nagyon jelentős tétela mosószergyártók fejlesztési költségvetésében.

43 A környezetbarát mosás felé vkismennyiségű mosószer használata: Folyékony mosószerek. venergia takarékosság: A mosás hőmérsékletének és idejének csökkentése. vbiodegradábilis és zöld komponsek használata: (Alacsony molekula tömegű polimerek és nemionos tenzidek arányának növelése.) va polifoszfátok és NaOCl helyettesítése

44 Környezetbarát tenzidek Biodegradábilis és dermatológiailag kedvező hatásúamfipatikus anyagok Alkilpoliglükozidok

45 Elágazó szénláncú tenzidek alacsony hőmérsékletű mosáshoz Klingelhoefer P. Senf A. and, CESIO 2008 proceedings BASF Guerbet alcohol vaz elágazó szénláncú tenzidek cmcje nagyobb és a micellák átlagos élettartama kisebb a lineáris láncú tenzidekhez képest (ugyanazon hidrofil fej esetén). va lineáris láncú tenzideknél sokkal hatékonyabbak az apoláris szennyezés eltávolításában alacsony hőmérsékleteken.

46 Mosás a szennyezőt is tartalmazó Mikroemulzió 2 Olaj mosószerrel Szennyező Vizes oldat Az olaj/víz határfelületi feszültségextrém alacsony, kisméretű cseppek képződnek! ruha G < 0 vspeciális esetben, két tenzid oldata esetén (tömény rendszer) az olajcseppek emulziója spontán képződik mikroemulzióegy szűk koncentráció tartományban. vspontán szennyezés kioldódás: Akkor, ha a szennyező olaj ugyanaz, mint a mikroemulzió olaj komponense és az összes olajmennyiség még mindig a mikroemulziónak megfelelő koncentráció tartományban van!

47 Együttműködés más iparágakkal Hatékonyabb mosógépek fejlesztése. Intelligens ruhák ( smart fabrics ) gyártása: szuperhidrofil vagy szuperhidrofób felület. Vízcseppek a lótuszvirág levelén

48 Köszönetnyilvánítás Laurie Thompson (Unilever Research) Particle Engineering Research Center at the University of Florida.

49 Mosószerek a 21. században Alkímia ma előadássorozat Mészáros Róbert Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kémiai Intézet

50 vi. Bevezetés Tematika vii. A mosási mechanizmus főbb lépései viii. Mosószer komponesekés szerepük a mosásban viv. Új kihívások és trendek a mosószeriparban Unilever Research and Development Laboratory, Port Sunlight, Anglia : Marie Curie posztdoktori ösztöndíj július: Szakértői munka.

51 I. Bevezetés

52 Mosás hajdanán Neogrády Antal: Mosás a pataknál. Mosás a FeketeKörösben (Gyanta, v. Bihar megye) Magyar Néprajzi lexikon Folyóvíz Tisztítószer (mosó szappan) Mechanikai hatás (súrolás)

53 Mosás manapság Tisztítószer (Mosószer) Henkel, Unilever, Procter&Gamble Mechanikai hatás (Mosógép)

54 A ruhaszennyezések típusai v1. Oily soil: Folyékony apoláris szennyezések (motor olaj, növényi eredetű olajok, hosszú szénláncú alkoholok, a bőrből származó szébum, kozmetikai termékek maradványai v2. Particulate soil: Szilárd halmazállapotú szennyezők (agyag,vasoxidok stb. ) vegyéb: Pld a bőrből származó fehérjék.

55 A tisztítandó felület és mosási hatékonyság A ruhák többségének felülete nem egy makroszkopikus szilárd felszín hanem egy pórus rendszer! V.S. Moholkar, és mtsai AUTEX Research Journal, Vol. 3, No3, 2003 A mosás hatékonyságát sok paraméter befolyásolja: A szennyező típusa, mennyisége, a ruha típusa (pamut, poliészter stb.), mosógép típusa, vízminőség, mosószer, adalékok stb. Kolloid és felületi kémia!

56 II. A mosási mechanizmus (detergencia) főbb lépései

57 A ruha nedvesedése Nedvesedési idő: (egy ruhadarab lesüllyedésének ideje egy adott edényben, meghatározott kísérleti körülmények mellett) Elsődleges a mosószer szerepe! σ ruha/oldat, σ ruha/levegő σ oldat/levegő határfelületi feszültségek viszonya, (szennyező jelenlétében σ oldat/szenny. és σ ruha/szenny. is). levegő σ oldat/levegő θ oldat oldat σ oldat/szenny. θ Szenny. σ ruha/levegő σ ruha/oldat σ ruha/oldat σ ruha/szenny. ruhafelület s levegő/ruha cos ( q)= s ruha/oldat + s levegő/ruha ruhafelület s ruha/oldat = s ruha/szenny. + s oldat/szenny cos (q) q : peremszög

58 A szennyezés eltávolítása Vizes oldat Szennyező ruha G > 0 Elsődleges a mechanikai hatás (mosógép) szerepe! A patakban történő súrolás nagyon hatékony.

59 A szennyezés visszarakódásának megakadályozása Szennyező részecskék kolloid diszperziója (emulzió vagy szol) keletkezik. Nemegyensúlyi rendszer a részecskék nagy fajlagos felülete miatt! G<0 Kolloid diszperzió Heterogén rendszer A kolloid részecskék aggregációja A mosógép faláról a szennyező anyag visszarakódhat az öblítésnél! A patak a visszarakódás megakadályozásában verhetetlen

60 III. Mosószer komponesek és szerepük a mosásban

61 A mai mosószerek főbb komponensei 1. Tenzidek 2. Polimerek 3. Enzimek 4. A főbb mosószerkomponesek hatását segítő és a mosógépet kímélő adalékok ( builder ) 5. Fehérítő adalékok 6. Marketing komponensek

62 1. Tenzidek

63 Tenzidek, illetve amfipatikus molekulák Definíció: Apoláris és poláris csoportot térben jól elkülönülten tartalmazó molekulák: Fókusz a vizes oldatokon Apoláris (hidrofób) rész jóval nagyobb Poláris (hidrofil) fejcsoport Hagyományos szappan

64 A mosószeriparban jelenleg használt tenzidek Nemionos tenzidek Anionos tenzidek alkilfeniletoxilátok Nátrium benzilalkilszulfonátok poly(oxietilén) alkiléterek Nátrium alkilszulfátok verősen környezetszennyező anyagok. vdermatológiailag sem kedvező hatásúak.

65 Apoláros közeg Hidrofób kölcsönhatás Vizes közeg

66

67 A micellaképződés szerepe vmicellaképződés a kritikus micellaképződési koncentráció felett (cmc) (adott hőmérsékleten, és oldószerben ). va cmc adott tenzid homológsor esetében csökken a szénatomszám növelésével. va nemionos tenzidek cmcje kisebb, mint az ionosoké adott szénlánc esetén. A micellaképződés hajtóereje 1 mól tenzid molekulára vonatkoztatva: G* RT ln(cmc) Apoláris molekula tenzid A szolubilizáció az apoláris szennyező anyagok eltávolításában csak másodlagos szerepet játszik!

68 Tenzid adszorpció és micellaképződés A tenzidadszorpció eredményeként a levegő/víz, illetve a szennyező/víz határfelületi feszültség jelentősen csökken. Felületi feszültség Levego v. olajfázis CMC log(c tenzid ) Levegő v. olajfázis cmc: pszeudóoldhatóság Az egyensúlyi tenzid koncentráció a cmc feletti össztenzid koncentrációknál ~ konstans. A cmc felett az adszorbeált tenzid mennyisége már nem változik jelentős mértékben. Vizes oldat

69 A tenzidadszorpció és detergencia I. s ruha/oldat, s oldat/levegő, s oldat/szenny határfelületi feszültségek csökkentése révén: v A tenzid adszorpciójavítja a ruhafelület nedvesedését (nedvesedési idő, q peremszög csökken). Vizes oldat Szennyező levegő σ ruha/levegő σ oldat/levegő θ σ ruha/oldat oldat ruhafelület v A szennyezés eltávolításához és felaprításához szükséges munkát is csökkenti. ruha G > 0

70 A tenzidadszorpció és detergencia II. I. A szennyező részecskék diszperziójának stabilizálása. Elektrosztatikus stabilizálás (ionos tenzidek) Sztérikus stabilizálás (nemionos tenzidek) II. A ruhára történő visszarakódásuk megakadályozása ruhafelület Szennyező (apoláris)

71 Egyensúlyi tenzidadszorpció és mosási hatékonyság σ [mn.m 1 ] Γ [10 6 mol/m 2 ] C 14 C13 C12 C11 C10 C 9 C lg(c tenzid /mm) 5 c 14 c 13 c 12 c 11 c 10 c 9 c c [mm] Egy tenzid homológsor esetén a felületaktivitás nő a szénlánchosszal. Az egyensúlyi tenzidadszorpciós tulajdonságok alapján a hosszabb szénláncú tenzidek preferáltak a mosószerben! Varga és mtsai J. Phys. Chem. B. 2007, 111,

72 Nemegyensúlyi tenzidadszorpciókinetikája és mosási hatékonyság v Egyensúlyban v adsz = v desz v A legújabb kutatások szerint a ruha/oldat, ruha/szennyező határfelületeken nem feltétlenül alakul ki az egyensúlyi tenzidadszorpciós réteg a ruhafelület pórusos szerkezete miatt különösen alacsony mosási hőmérsékleteken. v adsz v desz v A mosási hatékonyságot a tenzidadszorpció kinetikája is jelentős mértékben befolyásolja. A tenzid adszorpció sebessége: v adsz A tenzid deszorpció sebessége: v desz

73 A tenzidadszorpció kinetikája és mosási hatékonyság A tenzideket jelentős feleslegben alkalmazzák, így az egyensúlyi tenzidkoncentráció: c tenzid cmc A ruhák felülete közelében c tenzid (t) cmc (a micellák átlagos élettartamának szerepe) Az adszorpciófolyamatának kezdeti szakaszán: V adsz = k adsz c tenzid k adsz ~ kt/h Az tenzidadszorpció kinetikája szempontjából a kisebb szénláncú tenzidek preferáltak a mosószerben! (A cmc értéke csökken a hidrofób lánc hosszának növelésével.)

74 Az ideális tenzid összetétel Általában 812 szénatomot tartalmazó tenzidek elegyei Az anionos tenzidek a legfontosabb komponensek, mivel a legtöbb szennyezőn adszorbeálódnak és a cmcjük nem túl alacsony. A nemionos tenzidek szerepe kisebb. v Elsősorban apoláris szennyezőkön adszorbeálódnak. v Az elegendően nagy felületaktivitás mellett a cmcjük kicsi. v A micellák átlagos éllettartama jóval nagyobb mint az ionos tenzideké.

75 A hőmérséklet hatása a tenzid oldatok fázistulajdonságaira C tenzid Kraft hőmérséklet cmc Hőmérséklet Ionos tenzidek A Kraft hőmérséklet alatt nincs micella képződés. A Kraft hőmérséklet felett micellák képződnek és az oldatba vitt tenzid mennyisége rohamosan nő a hőmérséklettel. A mosás hőmérsékletének az ionos tenzidek Kraft hőmérséklete felett kell lennie. Nemionos tenzidek A nemionos tenzidek oldhatósága csökken a hőmérséklet növekedésével. (Felhősödési hőmérséklet cloud point ). Az apoláris szennyezés eltávolítására a felhősödési hőmérséklet közelében a legalkalmasabbak.

76 2. Polimerek

77 A szennyezés visszarakódását megakadályozó polimerek Soil release polimerek: nátrium carboximetil cellulóz (NaCMC) A szennyezés visszarakódását gátolják sztérikus és elektrosztatikus taszítás révén. Öblítés 0.01% NaCMC Ruha fehérség Desztillált víz ruhafelület Szennyező részecske idő

78 3. Enzimek

79 Enzimek szerepe a mosásban Proteáz Fehérjebontó enzim. Amiláz A szénhidrátokat bontja. Lipáz Zsírokat bontó enzim. A szennyezőben jelenévő fehérjéket, zsírokat, és szénhidrátokat bontják le. Alacsony hőmérsékleten is hatékonyak. Légúti allegiát okozhatnak az enzim illetve mosószergyártás folyamata során.

80 4. A főbb mosószerkomponesek hatását segítő és a mosógépet kímélő adalékok ( builder )

81 A vízben lévő elektrolitok hatása a detergenciára Na 2 SO 4 Ruha fehérség AlCl 3 CaCl 2 c elektrolit velektrosztatikus kölcsönhatások árnyékolása. va többértékű pozitív ionok az anionos tenzidekkel csapadékot képeznek. va negatív töltésű ruhaszálak közötti pórusokat blokkolhatják.

82 Builder típusúadalékok I. Vízlágyító komponensek Polifoszátok: Na 5 P 3 O 10 A leghatékonyabb vízlágyító, de a szennyező részecskék diszperziójának kinetikai stabilitását is fokozza. A természetes vizek oxigéntartalmát jelentős mértékben csökkenthetik (eutrofikáció) Szóda: Na 2 CO 3 A vízlágyítás mellett a lúgos környezetet biztosítja a mosáshoz.

83 Builder típusúadalékok II. Vízlágyító és korróziógátlóadalékok v Nátrium szilikátok (Na 2 SiO 3 ) Vízlágyító hatásuk is jelentős (por vagy kolloid részecskék formájában, utóbbit folyékony mosószerekben alkalmazzák) v Zeolitok (alumíniumszilikátok)

84 5. Fehérítő adalékok

85 Fehérítő komponensek Nátrium hipoklorit Nátrium perborát (Na 2 H 4 B 2 O 8 ) Nátrium perkarbonát (2Na 2 CO 3 3H 2 O 2 ) A fehérítő komponensek jelentős mértékben roncsolhatják a ruhát, ezért alkalmazásuk korlátozott.

86 6. Marketing komponensek

87 Marketing adalékok v Optikai fehérítő anyagok (fluroeszcens, színtelen anyagok) v Illatosító adalékok v Színezék szemcsék A legnagyobb bevételnövelést okozó komponensek a mosószeriparban. Szerepük a mosási mechanizmusban elhanyagolható.

88 IV. Új kihívások és trendek a mosószeriparban

89 Több komponens együttes hatása? Polimer/tenzid kölcsönhatás: Tenzidelegyek oldatbeli és felületi sajátságai: L. Zhang, P. Somasundaran, J. Colloid Interface Sci., 2006, 302, Enzim/tenzid, enzim/polimer kölcsönhatás stb.

90 Mosószer hatékonyság kontra üzleti megfontolások Alkalmazottés titkosítottkutatás preferenciája az alapkutatással szemben. A tenzid és polimergyártó cégek részvétele a detergencia kutatásban. (BASF, Shell stb.) A fogyasztóiszokásokkutatása (consumer science) nagyon jelentős tétela mosószergyártók fejlesztési költségvetésében.

91 A környezetbarát mosás felé vkismennyiségű mosószer használata: Folyékony mosószerek. venergia takarékosság: A mosás hőmérsékletének és idejének csökkentése. vbiodegradábilis és zöld komponsek használata: (Alacsony molekula tömegű polimerek és nemionos tenzidek arányának növelése.) va polifoszfátok és NaOCl helyettesítése

92 Környezetbarát tenzidek Biodegradábilis és dermatológiailag kedvező hatásúamfipatikus anyagok Alkilpoliglükozidok

93 Elágazó szénláncú tenzidek alacsony hőmérsékletű mosáshoz Klingelhoefer P. Senf A. and, CESIO 2008 proceedings BASF Guerbet alcohol vaz elágazó szénláncú tenzidek cmcje nagyobb és a micellák átlagos élettartama kisebb a lineáris láncú tenzidekhez képest (ugyanazon hidrofil fej esetén). va lineáris láncú tenzideknél sokkal hatékonyabbak az apoláris szennyezés eltávolításában alacsony hőmérsékleteken.

94 Mosás a szennyezőt is tartalmazó Mikroemulzió 2 Olaj mosószerrel Szennyező Vizes oldat Az olaj/víz határfelületi feszültségextrém alacsony, kisméretű cseppek képződnek! ruha G < 0 vspeciális esetben, két tenzid oldata esetén (tömény rendszer) az olajcseppek emulziója spontán képződik mikroemulzióegy szűk koncentráció tartományban. vspontán szennyezés kioldódás: Akkor, ha a szennyező olaj ugyanaz, mint a mikroemulzió olaj komponense és az összes olajmennyiség még mindig a mikroemulziónak megfelelő koncentráció tartományban van!

95 Együttműködés más iparágakkal Hatékonyabb mosógépek fejlesztése. Intelligens ruhák ( smart fabrics ) gyártása: szuperhidrofil vagy szuperhidrofób felület. Vízcseppek a lótuszvirág levelén

96 Köszönetnyilvánítás Laurie Thompson (Unilever Research) Particle Engineering Research Center at the University of Florida.