Waschmittelchemie (Dergham
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Wachmittelchemie Und Zeolithen Gli d Gliederung ● Geschichte ● Inhaltsstoffe eines Waschmittels ● – Waschenzymen – Tensiden – Optische aufheller – Bleichmittel – Stabilisatoren – Schaumregulatoren – Wasserenthärter – Zeolithen Quelle angabe Geschichte Geschichte W h Waschenzymen ● Waschmittelenzyme bauen Schmutzstoffe (Eiweiß, Fett, Stärke u.a.) ab indem sie sie spalten. Da sich Enzyme dabei selbst nicht verändern (sie sind nur Katalysatoren) reichen geringe Mengen von ih ihnen als Waschmittelbestandteile aus. l W h i lb d il Enzymtyp Funktion Beispiele Amylase Abbau von Stärke Stärke, Kakao ● Protease Abbau von Eiweiß von Eiweiß Eiweiß Eigelb Blut Eiweiß, Eigelb, Blut ● Lipase Abbau von Fett Fett: Butter, Öl etc. ● Cellulase Abbau von Cellulose Feine Fäserchen Tensiden ● Aus lateinisch: Tensum (spannen) sind organische Molekülen, die aus einem hydrophoben (wasserabweisenden) und einem hydrophilen (wasserliebenbinden) Molekülteil hydrophilen (wasserliebenbinden) Molekülteil bestehen. ● Unter Tensiden versteht man auch waschaktive id h h h ki Substanzen, die in Waschmitteln, Spülmitteln und Shampoos enthalten sind Sie stabilisieren Emulsionen Shampoos enthalten sind. Sie stabilisieren Emulsionen und ermöglichen die Bildung von Suspensionen. ● IIn Reinigungsmittelformulierungen liegt der R i i itt lf li li t d Tensidgehalt bei 1–40 % ● Kl Klassen von Tensiden T id ● ● ● ● Nichtionische Tenside (Alkoholetoxylate) Anionische Tenside (Alkoholsulfate und Alkylbenzolsulfonate) Kationische Tenside (meist quartere Kationische Tenside (meist quartere Ammoniumgruppe R4N+ Amphotere Tenside (carboxylate und quartere Ammoniumgruppe R q g pp 4N+) Wi k Wirkung von Tensiden T id Durch die Enstehung von Wasserstoffrückenbindug bildet sich eine Oberflächenspannug im Modell. Bei Zugabe von Tensid verteilen sich die Tensidmoleküle im ganzen Wasser und bild eine bilden i Kugelförmig K lfö i (Kugelmicelle) (K l i ll ) Anordnung.Der Hydrophile Teil ragt nach außen, während der hydrophobe Teil nach innen gerichtet ist. Suspension und Emulsion Der Schmutz eines Feststoffes kann nun mit dem Hydrophobe y p Teil der ggebildete Kugelmicelle angegriffen und in Form ein heterogenes Stoffgemisch abgelöst werden bekannt unter dem Namen werden, bekannt Suspension. Ein fettes Fleck oder Öltröpfchen kann nun mit Hilfe der Tensiden in Form eine milchige Flüssigkeit (disperse Phase) (disperse Phase) abgelöst werden, der so genannte Emulsion. Optische p Aufheller ● ● ● ● Textilienfasser bekommen mit der Zeit eine gelbliche Farbe. Das wird verursacht, durch die Absobtion von blaues Licht Die fluoreszierend Substanzen, sind verantwortlich für die Die fluoreszierend Substanzen, sind verantwortlich für die Steigerung des Weißgrades. Sie absorbieren UV‐ Licht und emittieren wieder die Energie als blaues Fluoreszenzlicht (400‐ 500 nm). Die am häufigsten verwendeten optische Aufheller sind Stilben‐ g p Verbindungen In der heutigen Zeit liegt der Gehalt von optischen Aufhellern in In der heutigen Zeit liegt der Gehalt von optischen Aufhellern in Waschmitteln zwischen 0,03 % und 0,3 % (Trockenmasse) Bl i h itt l Bleichmittel ● ● ● ● ● Sind Oxidationsmitteln Beim bleichen werden die konjugierten p‐Elektronensysteme Beim bleichen werden die konjugierten p‐Elektronensysteme chromorpher Verbindungen oxidativ zerstört. (die chromorpher Verbindung entspricht dem Teil des Mölekuls, (di h h V bi d t i ht d T il d Möl k l welches die Farbe verursacht) Früher wurden auch Bleichmittel auf Chlorbasis (Natriumhypochlorit) verwendet Heute wird fast immer sauerstoffbasierte Bleiche eingesetzt, besonders Wasserstoffperoxid in flüssigen und Natriumperborat in pulverförmigen Bleichen. Es werden auch Bleichaktivatoren l fö i Bl i h E d h Bl i h k i eingesetzt, da Perborate erst ab einer Temperatur von 60 Grad aktiv werden aktiv werden Bl i h itt l Bleichmittel Pulverförmigen Bleichen Flüssigen Bleichen Flüssigen Bleichen St bili t Stabilisatoren ● ● Verhindern die unkontrollierte Zersetzung des Verhindern die unkontrollierte Zersetzung des Perborats durch Komplexierung der Schwermetallionen "Prinzip Schwermetallionen Prinzip der stabilisierten der stabilisierten Sauerstoffentbindung" Beispiel: Ethylendiamintetraacetat S h Schaumregulatoren l t ● Zuviel Schaum hemmt die Waschleistung, zu wenig Schaum führt zur Schädigung an Textilien (infolge zu starker Reibungskräfte beim Waschen) Schauminhibitor Schaumbooster • Unpolare Molekülen, die sich bei • Polare Molekülen der Schaumbildung mit in die Ph Phasengrenzfläche des Schaumes flä h d S h einlagern • Fördern die Stabilität und damit Fördern die Stabilität und damit Haltbarkeit des Schaumes. • Senkung der Stabilität und der Haltbarkeit der Seifenblasen W Wasserenthärter thä t ● ● ● ● Hartes Wasser wird verursacht durch Mg ‐ und Ca‐ Ionen. Diese Kationen behindern die Waschwirkung Bei der Wasserenthärtung wird das harte das harte Wasser über ein Kationenaustauscherharz geleitet. Ionenaustauscherharz besteht aus einer festen Phase mit Phase mit sauren oder basichen Gruppen, die durch Kationen oder Anionen einer durch das Harz laufenden Lösungg ersetzt werden können Früher wurden Polyphosphate eingesetzt , die aber aufgrund ihrer Umweltschädlichkeit durch Zeolithen ersetzt sind. Z lith Zeolithen ● ● Sind komplexe Silikate Mineralien. Sie werden auch Builder genannt Zeolithe bestehen aus einer mikroporösen Gerüststruktur aus AlO4‐‐ und SiO4‐Tetraedern. und SiO Tetraedern. Dabei sind die Aluminium Dabei sind die Aluminium‐ und Silicium und Silicium‐ Atome untereinander durch Sauerstoffatomeverbunden. Z lith Zeolithen ● Auf Grund der großen inneren Oberfläche haben die Zeolithen viele technische A Anwendungen d wie i z.B B Wasserenthärter in Waschmitteln Katalysatoren für Industrie Prozesse Katalysatoren für Industrie‐Prozesse Als Adsorbens für Adsorptionskältemaschinen Als Filter Z lith Zeolithe ● ● In der Waschmittelindustrie wird Zeolithe A benutzt. Das ist ein Natrium – Aluminium Silikat mit der allgemeine Formel Nax[(AlO2)x(SiO2)y] x zH ] x zH2O. O. Z lith Zeolithen Nachteile Builder wasserunlöslich weitere Hilfsstoffe sind nötig um eine stabile Dispersion zu erzeugen In Deutschland hat sich deshalb ein System ohne Zeolith A durchgesetzt in dem hohe Seifenanteile als Gerüststoff wirken und durchgesetzt, in dem hohe Seifenanteile als Gerüststoff wirken und die Wasserhärte binden Üb bli k Überblick Entfernung von Öl bzw. Fett Flecken durch Tensiden Üb bli k Überblick Üb bli k Überblick Q ll Quellenangabe b ● ● ● A.F. Hollemann, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Walter de G Gruyter, 102 102.Auflage, A fl 2007 C.E. Housecroft, A.G. Sharpe, Anorganische Chemie, Pearson- Studium, 2.Auflage, 2006 M. Binnewies, M. Jäckel, Allegemiene und Anorganische Chemie, Spektrum 1 Auflage 2004 1.Auflage, Internet Seiten ● http://de.wikipedia.org/wiki/ ● http://www.chemienet.info/4-ten.html ● http://www.waesche-waschen.de/woerterbuch/bleichmittel.html ● http://www.seilnacht.com/waschm/vollw.html p
