Wachmittelchemie Und Zeolithen

Transkript

1 Wachmittelchemie Und Zeolithen

2 Gliederung Geschichte Inhaltsstoffe eines Waschmittels Waschenzymen Tensiden Optische aufheller Bleichmittel Stabilisatoren Schaumregulatoren Wasserenthärter Zeolithen Quelle angabe

3 Geschichte

4 Geschichte

5 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 ihnen als Waschmittelbestandteile il aus. Enzymtyp Funktion Beispiele Amylase Abbau von Stärke Stärke, Kakao Protease Abbau von Eiweiß Eiweiß, Eigelb, Blut Lipase Abbau von Fett Fett: Butter, Öl etc. Cellulase Abbau von Cellulose Feine Fäserchen

6 Tensiden Aus lateinisch: Tensum (spannen) sind organische Molekülen, die aus einem hydrophoben (wasserabweisenden) und einem hydrophilen (wasserliebenbinden) Molekülteil bestehen. Unter Tensiden versteht man auch waschaktive hki Substanzen, die in Waschmitteln, Spülmitteln und Shampoos enthalten sind. Sie stabilisieren Emulsionen und ermöglichen die Bildung von Suspensionen. I R i i itt lf li li t d In Reinigungsmittelformulierungen liegt der Tensidgehalt bei 1 40 %

7 Klassen von Tensiden Nichtionische Tenside (Alkoholetoxylate) Anionische Tenside (Alkoholsulfate und Alkylbenzolsulfonate) Kationische Tenside (meistquartere Ammoniumgruppe R 4 N + Amphotere Tenside (carboxylate und quartere Ammoniumgruppe R 4 N + )

8 Wirkung von Tensiden Durch die Enstehung von Wasserstoffrückenbindug bildet sich eine Oberflächenspannug im Modell. Bei Zugabe von Tensid verteilen sich die Tensidmoleküle im ganzen Wasser und bilden eine Kugelförmig (Kugelmicelle) ll Anordnung.Der Hydrophile Teil ragt nach außen, während der hydrophobe Teil nach innen gerichtet ist.

9 Suspension und Emulsion Der Schmutz eines Feststoffes kann nun mit dem Hydrophobe Teil der gebildete Kugelmicelle angegriffen und in Form ein heterogenes Stoffgemisch abgelöst werden, bekannt unter dem Namen Suspension. Ein fettes Fleck oder Öltröpfchen kann nun mit Hilfe der Tensiden in Form eine milchige Flüssigkeit (disperse Phase) abgelöst werden, der so genannte Emulsion.

10 Optische Aufheller Textilienfasser bekommen mit der Zeit eine gelbliche Farbe. Das wird verursacht, durch die Absobtion von blaues Licht Die fluoreszierend Substanzen, sindverantwortlich fürdie Steigerung des Weißgrades. Sie absorbieren UV Licht und emittieren wieder die Energie als blaues Fluoreszenzlicht ( nm). Die am häufigsten verwendeten optische Aufheller sind Stilben Verbindungen Inder heutigen Zeit liegt der Gehalt von optischenaufhellern in In der heutigen Zeit liegt der Gehalt von optischen Aufhellern in Waschmitteln zwischen 0,03 % und 0,3 % (Trockenmasse)

11 Blih Bleichmittel ittl Sind Oxidationsmitteln Beim bleichen werden diekonjugierten p Elektronensysteme chromorpher Verbindungen oxidativ zerstört. (die chromorpher h Verbindung entspricht htdem Teil ildes Mölekuls, 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 i eingesetzt, da Perborate erst ab einer Temperatur von 60 Grad aktiv werden

12 Blih Bleichmittel ittl Pulverförmigen Bleichen Flüssigen Bleichen

13 Stabilisatoren t Verhindern die unkontrollierte Zersetzung des Perborats durch Komplexierung der Schwermetallionen "Prinzip der stabilisierten Sauerstoffentbindung" Beispiel: Ethylendiamintetraacetat

14 Sh Schaumregulatoren lt Zuviel Schaum hemmt die Waschleistung, zu wenig Schaum führt zur Schädigung an Textilien (infolge zu starker Reibungskräfte beim Waschen) Schauminhibitor Unpolare Molekülen, die sich bei der Schaumbildung mit in die Phasengrenzfläche h des Schaumes einlagern Schaumbooster Polare Molekülen Fördern die Stabilität und damit Haltbarkeit des Schaumes. Senkung der Stabilität und der Haltbarkeit der Seifenblasen

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16 Wasserenthärter t Hartes Wasser wird verursacht durch Mg und Ca Ionen. Diese Kationen behindern die Waschwirkung Bei der Wasserenthärtung wird das harte Wasser über ein Kationenaustauscherharz geleitet. Ionenaustauscherharzbesteht aus einer festen Phase mit sauren oder basichen Gruppen, die durch Kationen oder Anionen einer durch das Harz laufenden Lösung ersetzt werden können Früher wurden Polyphosphate eingesetzt, die aber aufgrund ihrer Umweltschädlichkeit durch Zeolithen ersetzt sind.

17 Zeolithen Sind komplexe Silikate Mineralien. Sie werden auch Builder genannt Zeolithe bestehen aus einer mikroporösen Gerüststruktur aus AlO 4 und SiO 4 Tetraedern. Dabei sind die Aluminium und Silicium Atome untereinander durch Sauerstoffatomeverbunden.

18 Zeolithen Auf Grund der großen inneren Oberfläche haben die Zeolithen viele technische Anwendungen wie z.b Wasserenthärter in Waschmitteln Katalysatoren fürindustrie Industrie Prozesse Als Adsorbens für Adsorptionskältemaschinen Als Filter

19 Zeolithe In der Waschmittelindustrie wird Zeolithe A benutzt. Das ist ein Natrium Aluminium Silikat mit der allgemeine Formel Na x [(AlO 2 ) x (SiO 2 ) y ] x zh 2 O.

20 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 die Wasserhärte binden

21 Überblickbli Entfernung von Öl bzw. Fett Flecken durch Tensiden

22 Überblickbli

23 Überblickbli

24 Quellenangabe A.F. Hollemann, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Walter de Gruyter, 102.Auflage, 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 Internet Seiten