Putz- und Waschmittel

Transkript

1 Putz- und Waschmittel Principles Dietmar Pflumm: KSR/MSE April 2008

2 Putz-/Waschmittel Definition Die Aufgabe von Putz- und Waschmitteln ist die Reinigung und Pflege diverser Gegenstände in Haushalt, Betrieb und öffentlichen Einrichtungen Ziel ist hauptsächlich die Reinigung aus hygienischen Gründen, (Bakterien) welche letztendlich eine gesundheitliche Gefährdung darstellen, und weiterhin den Wert von Gegenständen mindern. Zum Einsatz kommen verschiedenste Putz- und Waschmittel wie: Seifen, Allzweckreiniger, Scheuermittel, Küchen-, Herd-, Backofen- und Glasreiniger, Entkalker, Bad- und WC-Reiniger, Fleckenentferner, Abflussreiniger,..

3 Mikroorganismen im Haushalt

4 Putz-/Waschmittel Eine Auswahl

5 Putz-/Waschmittel Wirkungsfaktoren Die Reinigungs- und Hygienewirkung von Putz- und Waschmitteln beruht auf folgenden Wirkungsfaktoren, die je nach Reinigungszweck mit unterschiedlichen Anteilen den Reinigungserfolg bewirken: Mechanische Einwirkung (Scheuern, Schrubben, Kratzen, ) Chemische Einflüsse (durch Abbaureaktionen, beschleunigte Auflösungen,..) Zeitliche Dauer, der Einwirkzeit Temperatur, bei welcher die Reinigung ausgeführt wird. (Reinigungskreis nach Sinner)

6 Putz-/Waschmittel Reinigungskreis nach Sinner I

7 Putz-/Waschmittel Reinigungskreis nach Sinner II

8 Putz-/Waschmittel - Seife Seife ist das längst bekannte Reinigungsmittel (Tensid) überhaupt In Form von Kern- bzw. Schmierseife wird es bereits seit vielen Jahrhunderten eingesetzt. Die Wirkungsweise von Seifen ( Alkalisalze langkettiger Fettsäuren) beruht auf Ihrer Struktur Aufgrund Ihres Aufbaus aus einem hydrophilen Ende und einem hydrophoben Ende können die Seifen den hydrophoben Schmutz von bspw. Fasern ablösen und im Reinigungswasser emulgieren. Dieser Vorgang wird durch die Micellenbildung unterstützt. Die Reinigungsleistung von Seifen ist jedoch in hohem Masse vom ph-wert der Reinigungslösung abhängig (wieso? erklären Sie mit Hilfe des MWG) Die unterschiedliche Konsistenz von Kern- und Schmierseifen lässt sich ebenfalls mit bereits vorhandenem Wissen erklären wie?

9 Tensid-Aggregate

10 Oberflächenspannung

11 Reinigungsprozess I

12 Reinigungsprozess II

13 Weitere Tenside - Einteilung

14 Basistenside I

15 Basistenside II

16 Alkylbenzolsulfonate I

17 Bleichmittel I Bleichen: laut DUDEN: aufhellen, heller machen (sehr oft im Zusammenhang mit Wäsche) Chemisch betrachtet ist das Bleichen von Wäsche eine Oxidation der wäscheverschmutzenden Farbstoffe wie bspw. Blut, Kakao, Wein, Gras welche dabei in farblose, wasserlösliche Oxidationsprodukte umgewandelt werden. Der positive Aspekt: Die Verschmutzung verschwindet Der negative Aspekt: Die erwünschten Farbstoffe der Wäsche werden dabei ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen. ( Deswegen werden eben farbige Kleidungsstücke, nach mehrfachem Waschen, immer blasser)

18 Bleichmittel II Bleichmittelinhaltsstoffe in Waschmitteln Die Bleichmittelwirkung chemischer Waschmittel-Inhaltsstoffe beruht v.a. auf der Entstehung von oxidativ wirkendem, elementarem Sauerstoff. Dieser selbst entsteht wiederum aus der Vorläufer-Verbindung Wasserstoffperoxid 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 Da Wasserstoffperoxid flüssig ist, kann man es nicht direkt den Waschmitteln als Inhaltsstoff zusetzen, sondern muss es in einer Form beimischen, welche erst bei Kontakt mit warmem/heissem Wasser das Wasserstoffperoxid freisetzt. Weit verbreitete Wasserstoffperoxid-Vorläufer-Substanzen und somit Bleichmittel in Waschmitteln sind bspw. Borax (Natriumtetraborat: Na 2 B 4 O 7 ) sowie andere Perborate und Percarbonate (bspw. Natriumpercarbonat eigentlich ein Addukt aus Natriumcarbonat und H 2 O 2 [2 Na 2 CO 3 3 H 2 O 2 ]).

19 Bleichmittelaktivatoren I Bleichmittelaktivatoren in Waschmitteln Sie ermöglichen die Aktivierung der Bleichmittel (v.a. Perborate und Percarbonate) bei tieferen Waschtemperaturen, und tragen somit zu einem energiesparenderen Waschprozess bei. Da Bleichmittel häufig erst ab einer Temperatur von 60 C ausreichend aktiv sind wir heutzutage aber immer mehr auch bei tieferen Temperaturen saubere Wäsche erhalten wollen, müssen Bleichaktivatoren zugesetzt werden. Diese aktivieren die Bleichmittel bereits schon bei 40 C Waschtemperatur. Wichtige Beispiele: Tetraacetylethylendiamin (TAED) Natriumnonanoyloxybenzolsulfonat (NOBS)

20 Bleichmittelaktivatoren II

21 Enzyme

22 Komplexbildner / Enthärter I Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Komplexbildner bzw. Enthärter besitzen in Waschmitteln die Aufgabe, die in Leitungswasser enthaltenen Härtebildner (Ca 2+ ; Mg 2+ -Kationen) in einer wasserlöslichen Art so zu binden, dass sie nicht mehr mit den vorhandenen Carbonat- bzw. Hydrogencarbonat-Ionen unlöslichen und schädlichen Kalk bilden können. Dies geschieht mit Hilfe der sogenannten Komplexierung einer neuen, bisher noch nicht behandelten Art der chemischen Bindung.

23 Komplexbildner / Enthärter II Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Bei der Komplexbindung können mehrere so genannte Liganden mit Ihren freien Elektronenpaaren an ein Zentralmetall-Ion Bindungen knüpfen. Diese Art der Bindung nennt man auch koordinative Bindung Liganden: H 2 O-Moleküle Zentralmetall: Cr 3+ -Ion

24 Komplexbildner / Enthärter III Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Beispiele: Pentanatriumtriphosphat Nitrilotriessigsäure bzw. Nitrilotriacetat

25 Komplexbildner / Enthärter IV Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Beispiele: Ethylendiamintetraacetat (EDTA)

26 Komplexbildner / Enthärter VI Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Beispiele: Ethylendiamintetraacetat (EDTA) in versch. Variationen

27 Komplexbildner / Enthärter VII Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Beispiele: Ethylendiamintetraacetat (EDTA) in versch. Variationen

28 Komplexbildner / Enthärter VIII Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Eine ebenfalls sehr effiziente Methode die Kalkbildner des Wassers zu binden besteht in Form der so genannten Zeolithe. Zeolithe sind chemisch gesehen Verbindungen aus Silizium; Aluminium; (tlw.magnesium) und Sauerstoff kurz: Al-Silicate. Zeolithe bilden eine eigenständige Substanzklasse in der anorg. Chemie Ihre Strukturen sind hochsysmmetrisch und bilden wie Quarze und somit wie Sand ebenfalls Kristallgitter.

29 Komplexbildner / Enthärter IX Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Strukturausschnitte von verschiedenen Zeolithen:

30 Komplexbildner / Enthärter X Komplexbildner/Enthärter in Waschmitteln Diese Zeolithe haben nun die Eigenschaft in ihren inneren Hohlkörpern die Härtebildner-Ionen (Mg 2+, Ca 2+ ) komplex zu binden und somit die Kalkbildung in der Waschlauge zu verhindern.

31 Weitere Komplexbildner / Enthärter XI

32 Duftstoffe in Waschmitteln I

33 Duftstoffe in Waschmitteln II