Sredstva Za Pranje

UVOD

Kao prvobitna sredstva za pranje koristili su se sapuni na bazi prirodnih proizvoda. Sa razvojem industrije poinje i proizvodnja sapuna, koja se razvija tokom XVIII i XIX veka. Prvi sintetini sapun napravljen je tek 1916. godine. Kasnije, tridesetih godina prolog veka poinje proizvodnja deterdenata, koja je sve vie napredovala.

Danas postoje deterdenti razliite namene: za runo i mainsko pranje rublja, teni deterdenti, deterdenti za runo i mainsko pranje posua. U zavisnosti od namene njihov sastav mora da ispuni potrebne zahteve.

Prva nauna gledita ukazuju da sredstva za pranje treba da poseduju dobru sposobnost emulgovanja , sposobnost suspendovanja neistoe kao i da ispoljavaju zatitno koloidno dejstvo. Takoe treba da poseduju i sposobnost penuanja. Penuanje je jedna od karakteristika rastvora mnogih povrinski aktivnih materija (PAM), a deterdenti kao sloeni sistemi sadre povrinski aktivne materije u razliitim koncentracijama zavisno od njegove namene.

Kako je penuanje jedna od osobina deterdenata koju poseduju, moe se odrediti merenjem visine ili zapremine pene, korienjem razliitih metoda.

Kljune rei: pene, povrinski aktivne materije(PAM), deterdenti, pranje

1

1. PRANJE

1.1. Teorijska razmatranja procesa pranja

Goldsmit i Vajsman jo 1913. godine su pokazali da su sposobnost dispergovanja i deflokulacija znaajni faktori u procesu pranja a isto tako su istakli vanost povrinskog i meupovrinskog adsorpcionog sloja[1d].

Spring je meu prvima konstatovao da se pranje moe objasniti kao proces u kome dolazi do stvaranja adsorpcionog kompleksa izmeu sredstva za pranje i neistoe na mesto adsorpcionog kompleksa koji postoji izmeu neistoe i tekstilnog materijala.

Rod i Brajner, 1929. godine proirili su ova zapaanja, kada se pojavljuje i prva moderna studija o mehanizmu pranja, i pokazali su da u toku pranja dolazi do uspostavljanja adsorpcione ravnotee izmeu neistoe u rastvoru i opranog materijala.

Mekbejn smatra da je u procesu pranja solubilizacija znaajan faktor, da zatitno koloidno dejstvo, suspendovanje i sposobnost zamene jona imaju takoe vanu ulogu. Sposobnost zamene jona uslovljena je prisustvom reaktivnih grupa na celulozi i vuni a joni povrinski aktivnih materija mogu da vre zamenu kao i prosti elektroliti, tekstil-neistoa + PAM tekstil-PAM + neistoa-PAM

Sisli je jedan od istraivaa na ovom polju koji smatra da penuanje sredstava za pranje poboljava njihovu sposobnost pranja. Sredstvo za pranje je koncentrovanije u peni i stvaranje i razaranje pene u prisustvu zaprljanog materijala mehaniki deluje na odstranjivanje neistoe. Meutim, danas postoji vei broj PAM koje ispoljavaju visoku mo penuanja ali zanemarljivu sposobnost pranja. U primeni su i deterdenti za pranje u domainstvima koji dobro peru a ne penuaju, to ne znai da treba zanemariti uticaj pene u procesu pranja.

Mehaniko pokretanje materijala u toku pranja je takoe vaan parametar, jer se mala koliina neistoe moe ukloniti u statinom sistemu.

Sisli istie tri grupe osobina sredstva za pranje:

A kvaenje, penuanje, emulgovanje, dispergovanje i deflokulacija, solubilizacija, zatitno koloidno dejstvo, postojanost prema Ca2+ jonima.B priroda rastvora sredstava za pranje, priroda povrine supstrata, priroda neistoe, tvrdoa vode.C hemijske karakteristike sredstava za pranje, koncentracija sredstava za pranje, temperatura rastvora za pranje, stepen mehanikog dejstva.

2

1.2. Definicija pranja

Pranje se moe definisati kao proces uklanjanja neistoe sa tekstilnog materijala ili drugog supstrata u vodenim ili nevodenim rastvorima pomou odgovarajue povrinski aktivne materije [1d]. U procesu pranja ukljuena su tri elementa:

- neistoa (materijal koji treba da se ukloni sa supstrata)- supstrat (povrina koja treba da se oisti)- rastvor za pranje (tenost koja se primenjuje da bi se sa supstrata uklonila neistoa) Neistoa moe da bude tena ili vrsta, jonska ili nejonska, inertna ili reaktivna itd.Supstrat moe da bude razliit u svojoj strukturi, sastavu, obliku, propustljivosti i dr., to

sve utie na sposobnost uklanjanja neistoe u rastvoru povrinski aktivne materije koja takoe moe da bude sa razliitom sposobnou pranja.

1.2.1. Neistoe

Neistoe koje se nalaze na tekstilnom materijalu predstavljaju smeu stranih materija, najee tenih i vrstih, razliitog hemijskog sastava i razliitih fizikih osobina. Uglavnom postoji dva tipa neistoe: tena (uljna) i vrsta. Ove neistoe su potpuno razliite po svojim hemijskim i fizikim karakteristikama pa se i uklanjaju razliitim mehanizmima. Tene neistoe mogu da sadre konu masnou, masne kiseline, biljna ili mineralna ulja, masne alkohole i druge tene komponente koje se nalaze u kozmetikim preparatima. vrste neistoe obino sadre a-hidrofobni i hidrofilni ugljenik, proteine koe, okside gvoa i estice gline.

Niven je klasifikovao neistoe prema njihovoj rastvorljivosti u vodi i to na:- organske i neorganske materije rastvorne u vodi kao to su:

eer, sirup, organske kiseline koje potiu od voa, belanevinaste materije rastvorne u vodi i neorganske soli;

- neorganske materije nerastvorne u vodi, kao to su:cement, gips, kre, glina, a;

- organske materije nerastvorne u vodi, kao to su:ulja, masti, asfalt, katran, boje, lakovi.

Smatra se da uobiajene neistoe najee sadre a, masti i ulja, mada treba istai, da tekstilni materijal vezuje u najveoj meri one neistoe sa kojima je u dodiru u toku eksploatacije. Tako npr. zaprljano rublje sadri slobodne masne kiseline, trigliceride viih masnih kiselina, masne alkohole, holesterine, NaCl, neznatne koliine ai, prainu i belanevine.

3

1.2.2. Supstrat tekstilni materijal

Danas postoji vie tipova vlakana od kojih su izgraeni tekstilni materijali razliitih konstrukcija i oblika. Tekstilna vlakna prirodnog, vetakog ili sintetskog porekla poseduju odreene specifinosti u pogledu hemijskog sastava, morfolokih i fizikih karakteristika.

Sa gledita hemijskog ponaanja neka vlakna, kao to su polietilenska su inertna, dok druga kao poliamidna, vuna ili celulozna vlakna imaju reaktivne grupe, to utie na njihovu sposobnost zaprljavanja.

Povrinska struktura vlakna kao i zavrni oblik tekstilnog materijala takoe imaju veliki uticaj na prljanje, kao i pranje tekstila.

Prouavanjem uticaja supstrata tkanina od razliitih vlakana na sposobnost vezivanja disperzije neistoe, utvreno je da se lakoa kojom se prljaju tkanine moe postaviti sledeim redom: pamuk < acetat < viskoza < najlon < vuna

Takoe se pokazalo da uklanjanje neistoe sa tkanina ili pletenina od vune, pamuka, viskoznog rejona, najlona i terilena zavisi od prirode vlakana, strukture tkanina i pletenina kao i sredstva za pranje.

Naelektrisanje vlakna tekstilnog materijala ima veliki uticaj na vezivanje kao i na uklanjanje neistoe. U dodiru sa vodom tekstilna vlakna dobijaju odreeno naelektrisanje kada se uspostavlja tzv. elektrokinetiki ili zeta potencijal. Ovo naelektrisanje se javlja usled adsorpcije hidroksilnih jona slabo disosovane vode na vlaknu pri emu se ekvivalent suprotno naelektrisanih jona zadrava u blizini granine povrine, kao to pokazuje Slika 1.

v - + + l - + + a - + + + k - + + n - + + o - + Slika 1. Dvojni elektrini sloj na celuloznom vlaknu[1d]

Zeta potencijal moe da ima i negativnu vrednost to zavisi od karaktera jona koji se nalaze u rastvoru. Na veliinu i znak naelektrisanja elektrokinetikog potencijala u znatnoj meri utie pH rastvora. Poveanjem pH rastvora poveava se negativno naelektrisanje vlakna dok smanjenje pH vrednosti izaziva smanjenje negativnog naelektrisanja ili ak i promenu znaka naelektrisanja u zavisnosti od vrste vlakana. Na promenu elektrokinetikog potencijala isto tako utie i adsorpcija prisutnih jona u rastvoru. Tako vievalentni katjoni i pri malim koncentracijama znatno sniavaju naelektrisanje vlakana i mogu ak i da ga promene, to je sluaj i sa povrinski aktivnim katjonima. Vievalentni anjoni a naroito povrinski aktivni anjoni, doprinose znatnom poveanju negativnog naelektrisanja to je od velikog znaaja u procesu pranja obzirom da i estice neistoe imaju odgovarajue naelektrisanje.

4

1.2.3. Kompleks vlakno neistoa

Neistoa se deponuje na ili u vlakno izlaganjem tekstilnog materijala na vazduh koji obino sadri fino suspendovane estice ili kada se tekstilni materijal nae u dodiru sa zaprljanom povrinom ili vodenom suspenzijom kao i drugim vrstama neistoe.

Velike estice neistoe koje se nalaze u vazduhu ili u tenom medijumu taloe se na vlakno. Ako su estice vrlo fine kao u procesu filtriranja, prolaenjem vazduha ili tenosti zaustavie se u meuprostore prediva ili vlakna.

Vlanost atmosfere u velikoj meri utie kada se radi o prljanju pamunog materijala. Stepen prljanja se smanjuje sa poveanjem relativne vlanosti od 0 do 100 % kada je neistoa a.

Masnoa, vlanost, naelektrisanje i priroda tekstilnog materijala i neistoe utiu na stepen zaprljanja. Kompton i Hart smatraju da se vezivanje neistoe za tekstilni materijal odigrava na vie naina i istiu da su bitna tri mehanizma[1d]:

- makrookluzija estica neistoa u meuprostorima tkanine i prediva;- mikrookluzija estica neistoa na povrini vlakna;- sorpcija estica neistoa pod uticajem Van der Valsovih sila i elektrostatikih sila na

povrini ili u porama vlakana.

Do stvaranja kompleksa vlakno neistoa moe da doe i uspostavljanjem hemijskih veza izmeu neistoe i reaktivnih grupa vlakana ali se ovde vie radi o pseudohemijskom vezivanju.

Veliina estica neistoe u velikoj meri utie na stepen zaprljanja. Prljanje se znatno poveava kada su estice neistoe prenika ispod 50 nm jer se ove zadravaju izmeu fibrila. Vrlo male estice skoro je nemogue ukloniti sa vlakna osim u sluaju energinog mehanikog tretiranja u toku pranja.

Adhezija kako tenih tako i vrstih neistoa uglavnom je pospeena postojanjem Van der Valsovih sila. Adhezija izazvana elektrinim silama je mnogo slabije izraena naroito kada su vlakno i neistoa nakvaeni rastvorom.

Uspostavljanje vodoninih veza izmeu neistoe i vlakna obino se ne deava sa uobiajenim tipom estica vrstih neistoa. Ukoliko doe do toga stvaraju se fleke koje se vrlo teko uklanjaju uobiajenim procesom pranja tj. ienja.

Hidrofobne neistoe se tee uklanjaju sa hidrofobnih supstrata, nego sa hidrofilnih.Hidrofilne neistoe se mnogo tee uklanjaju sa hidrofilnih supstrata to takoe istie

znaaj hemijskih karakteristika supstrata i neistoe u njihovom vezivanju.

5

1.3. Uklanjanje neistoa

1.3.1. Uklanjanje vrstih neistoa

Uklanjanje vrstih neistoa sa materijala u vodenim rastvorima sredstava za pranje ukljuuje dva osnovna mehanizma [1d]:

- kvaenje supstrata i vrstih estica rastvorom za pranje- adsorpciju povrinski aktivne materije i drugih komponenata u rastvoru (neorganskih jona) na graninim povrinama supstrat tenost i neistoa tenost.

Prema prvom mehanizmu adhezija vrstih estica neistoe za materijal (tekstil) se u velikoj meri smanjuje u vodenom rastvoru zbog interakcije vode sa neistoom i supstratom [1d]. Prisustvo vode doprinosi stvaranju elektrinog dvojnog sloja na graninim povrinama supstrat tenost i estica tenost. Ovi elektrini dvojni slojevi skoro uvek se manifestuju naelektrisanjem istog znaka na supstratu i na estici neistoe to izaziva uzajamno odbijanje koje i pored postojanja Van der Valsovih sila umanjuje adheziju. Voda takoe izaziva bubrenje vlakana to se manifestuje u poveanju rastojanja izmeu estica i supstrata. Tendencija rastvora, l, da se rairi po estici neistoe, n, ili tekstilu, t, moe se izraziti preko koeficijenta rasprostiranja S, tj. Sln i Slt koji su dati jednainama:

Sln = nv nl vl

Slt = tv tl vlgde su:

nv povrinski napon na graninoj povrini neistoa vazduh tv povrinski napon na graninoj povrini tekstil vazduh vl povrinski napon na graninoj povrini vazduh tenost nl povrinski napon na graninoj povrini neistoa tenost tl povrinski napon na graninoj povrini tekstil tenost

Ako je koeficijent rasprostiranja pozitivan onda se kvaenje odigrava spontano a u sluaju ako nije potrebno je da se saopti mehaniki rad da bi se povrina potpuno nakvasila. Poto su estice neistoe kao i supstrat uglavnom hidrofobnog karaktera to doprinosi da je nv ili tv nizak to je neophodno i mehaniko tretiranje kako bi se estice neistoe i supstrat potpuno nakvasili. To je i jedan od razloga to se pranje uvek izvodi pod uticajem mehanikog rada, najee kretanjem rastvora ili tekstilnog materijala.

6

Adsorpcija PAM i drugih komponenata u rastvoru na graninoj povrini tekstil tenost i na graninoj povrini neistoa tenost je drugi znaajni mehanizam koji se pojavljuje u procesu pranja [1d]. Adsorpcijom PAM i drugih komponenata smanjuje se rad koji je potreban za uklanjanje estice neistoe sa tekstila i uopte supstrata, poto je promena slobodne energije po jedinici povrine u ovom procesu adhezioni rad Wa, koji se u ovom sluaju moe izraziti jednainom:

Wa = tl + nl tn

Glavni mehanizam uklanjanja neistoe sa supstrata, kada se zanemari mehaniko delovanje, ukljuuje postojanje negativnog elektrinog potencijala na odgovarajuim slojevima neistoe i supstrata a koji se poveava adsorpcijom anjona iz rastvora za pranje. Anjonske PAM posebno efikasno deluju na poveanje negativnog potencijala na supstratu i esticama neistoe.

Poveanjem negativnog potencijala supstrata i neistoe poveava se njihovo uzajamno odbijanje, tj. energetska barijera za uklanjanje neistoe sa supstrata se smanjuje a istovremeno poveava energetska barijera za ponovno taloenje neistoe.

Potrebno je posebno istai da je u ovim sistemima uvek potreban mehaniki rad da bi se uklonile neistoe sa supstrata (tekstila).

7

1.3.2. Uklanjanje tenih neistoa (masti)

Uklanjanje masnoa sa tekstilnog materijala ili drugog supstrata takoe ukljuuje vie mehanizama u prvom redu kvaenje supstrata i neistoe rastvorom za pranje.

Masnoa se uglavnom nalazi na tekstilnom materijalu (vlaknu) u obliku tankog filma. Pod uticajem rastvora za pranje ovaj se prevodi u vee ili manje globule koje se zatim otkidaju, uklanjaju sa materijala pod uticajem hidraulinog dejstva ili mehanikog tretiranja. Dispergovanje odnosno emulgovanje kao i solubilizacija masnoe su takoe vani inioci u ovom sloenom mehanizmu pranja koji se moe prikazati ematski na Slici 2 [1d].

Slika 2. ematski prikaz mehanizma pranja

Molekuli povrinski aktivne materije se adsorbuju na povrini vlakna i masnoe sa orijentisanim hidrofilnim grupama prema rastvoru. Masnoa postaje hidrofilna i smanjuje se dodirna povrina sa takoe hidrofilnim tekstilnim materijalom. Kada neistoa, masnoa pree u oblik globule lako se odvaja sa tekstilnog materijala i prelazi u rastvor pri emu se stvara nova granina povrina adsorpcioni sloj molekula povrinski aktivnih materija tekstil umesto granine povrine tekstil masnoa. Molekuli PAM kao sredstva za pranje na povrini hidrofobne masnoe u obliku globula grade hidrofilnu opnu koja omoguuje solubilizaciju i stabilizovanje neistoe u rastvoru.

8

Ovako uproeni mehanizam pranja dozvoljava da se konstatuje da se u toku pranja odigrava[1d]:

- izdvajanje neistoe sa materijala,- dispergovanje (emulgovanje) neistoe u rastvoru,- stabilizovanje dispergovane (emulgovane) neistoe.

Suspendovanje neistoe u rastvoru za pranje i spreavanje da se neistoa ponovo vrati na materijal omogueno je razliitim mehanizmima koji zavise od prirode neistoe.

Solubilizacija u micelama PAM smatra se da je najvaniji mehanizam u uklanjanju malih koliina uljnih neistoa sa tekstilnog ili drugog materijala. Uklanjanje masnoe sa supstrata, tekstilnog materijala postaje znaajnije samo iznad kritine micelarne koncentracije.

Obim solubilizacije uljnih neistoa zavisi od hemijske strukture povrinski aktivne materije, njene koncentracije i temperature rastvora.

Kada povrinski aktivna materija nije prisutna u dovoljnoj koliini da solubilizuje svu uljnu neistou smatra se da se neistoa suspenduje putem emulgovanja. Sposobnost rastvora za pranje da emulguje uljnu neistou, meutim, sama po sebi nije dovoljna da zadri svu neistou da se ne vrati na supstrat. U ovome je i razlika izmeu emulgovanja i solubilizacije koja obezbeuje potpuno uklanjanje masnoe sa supstrata.

9

2. PENE

2.1. Osobine pena

Pene nastaju dispergovanjem nekog gasa, najee vazduha u rastvoru povrinski aktivne materije kod kojih je zapremina gasa vea od zapremine tenosti[1b].

Terminom fizike osobine pena obuhvaene su osobine: stabilnost pene, strukturno-mehanike osobine, provodljivost toplote i elektrine struje itd. Posebno su znaajne sposobnosti rastvora povrinski aktivnih materija da obrazuju penu odreenih karakteristika.

Mehure dispergovanog gasa koncentrovanih poliedarskih pena razdvajaju tanke opne tenosti na ijim su povrinama adsorbovani molekuli povrinski aktivnih materija u vidu monomolekularnog sloja. Ovi slojevi adsorbovanih povrinski aktivnih materija imaju osobine filmova.

Zbog toga faktori znaajni za stabilnost filmova utiu i na stabilnost i razruavanje pene.

2.2. Stabilnost pena

Pena kao disperzni sistem se razruava spontano veom ili manjom brzinom, pri emu dolazi do smanjenja zapremine ili gustine pene. Gustina se smanjuje koalescencijom mehura u unutranjosti, a zapremina nestankom mehurova gasa sa povrine. Karakteristino je da se menja veliina mehura tokom vremena, veliki mehuri se poveavaju a mali smanjuju jer usled razlike pritisaka gas difunduje kroz opne iz malih u velike.

Proces razruavanja pene je u uskoj vezi sa stabilnou pene. Ako se zapremina ili visina pene menja sporo, tj. ako je vreme ivota pene dugo, smatra se da su pene stabilne. Proces razruavanja pene ne mora da bude praen promenom njene visine ili zapremine. Tako su stabilne one pene koje u toku datog vremenskog perioda poseduju visoku postojanost prema izdvajanju tenosti (hidrostatika stabilnost), prema promeni disperznog sastava i time prema smanjenju zapremine pene (agregaciona stabilnost)[2].

Stabilnost pene zavisi od viskoziteta povrinskog sloja, elastinosti opni i elektrinog odbijanja dvojnih elektrinih slojeva (ako su pene stabilizovane jonskim povrinski aktivnim materijama).

Visok povrinski viskozitet usporava ceenje tenosti iz opni i njihovu deformaciju, ali istovremeno smanjuje elastinost filma. Pri smanjenju debljine opni elektrini dvojni slojevi pribliavaju se jedan drugom ime se pojaava njihovo uzajamno odbijanje i spreava dalje istanjivanje opne. Gibs Marangonijev efekat elastinih filmova usporava oticanje tenosti iz opni i suprotstavlja se iznenadnom smanjenju debljine opni na pojedinim mestima. Svi ovi faktori poveavaju stabilnost pene.

10

Pene se spontano razruavaju isticanjem tenosti iz skeleta pene, difuzijom gasa kroz opne i raskidanjem opni. Ovi procesi se odigravaju istovremeno i nalaze se u uzajamnoj zavisnosti. Isticanjem tenosti iz skeleta pene dolazi do spontanog izdvajanja sve vee koliine tene faze iz sistema. Intenzitet odvijanja ovog procesa izraava se koliinom izdvojene tenosti u jedinici vremena (brzina isticanja). Difuzija gasa kroz opne i njihovo raskidanje dovode do promene veliine mehura gasa pa se ovi procesi karakteriu promenom veliine i raspodele veliine mehura gasa sa vremenom.

Kada vea zapremina tenosti istekne iz pene u datom vremenu, kvalitativno znai da je stabilnost pene manja. Sa poveanjem koncentracije PAM stabilizatora pene smanjuje se brzina isticanja, to se vidi Slici 3 [2].

Slika 3. Promene zapremine tenosti istekle iz pene u tokuvremena t. Pena je stabilizovana razliitom koliinom PAM.

2.2.1. Faktori stabilnosti pene

- Rastvori jonskih PAM bolje pene i daju stabilnije pene od nejonskih PAM. Od anjonskih PAM stabilnije pene daju alkilsulfonati od alkilsulfata. Sa poveanjem duine hidrofobnog dela u homologom nizu anjonskih i nejonskih PAM stabilnost se poveava do odreene duine ugljovodoninog lanca pa se smanjuje.

- Sa porastom koncentracije rastvora PAM stabilnost pene se prvo poveava i dostie maksimalnu vrednost pri koncentraciji jednakoj kritinoj micelarnoj koncentraciji, pa se smanjuje. Zbog toga se u homologom nizu alkilsulfata, alkilsulfonata i natrijumovih sapuna maksimum stabilnosti pene pomera ka manjim koncentracijama sa poveanjem duine ugljovodoninog niza.

11

- Uticaj temperature na stabilnost pene je kompleksan jer je povezan sa istovremenim delovanjem vie raznih faktora. Pri porastu temperature pojaava se isparavanje rastvaraa, menja se rastvorljivost stabilizatora pene, smanjuje se viskozitet tene faze. Neke od ovih promena poveavaju stabilnost pene a druge je smanjuju. Takoe sa porastom temperature poveava se penivost anjonskih PAM, dostie maksimalnu vrednost i potom se smanjuje.

- Razni dodaci takoe utiu na stabilnost pene. Dodatkom npr. karboksimetilceluloze poveava se stabilnost pene. Pri tome anjoni vie utiu na stabilnost od katjona. Ako se doda vrsta faza obrazuju se stabilne pene. Dodatkom vrste faze stabilnost pene moe i da se smanji, tj. pena moe da se razrui.

- Stabilizatori pene su obino povrinski aktivne materije (PAM). Dele se na penuavce prvog i drugog reda. Penuavci prvog reda ne obrazuju micele u rastvoru i obrazuju brzo razruavajue pene, a penuavci drugog reda obrazuju micele u rastvoru i daju visoko postojane pene[2].

12

3. SREDSTVA ZA PRANJE( DETERDENTI )

3.1. Povrinski aktivne materije (PAM) kao sredstva za pranje

Povrinski aktivne materije su supstance koje u malim koncentracijama imaju sposobnost da se adsorbuju na povrinama ili meupovrinama sistema i smanjuju povrinski i meupovrinski napon.

Molekul PAM se sastoji od hidrofobnog (lipofilnog) dela koji je nerastvoran u vodi i hidrofilnog koji je rastvoran u vodi.

Odnos hidrofilnog i lipofilnog dela molekula kod povrinski aktivnih materija odreuje njihova svojstva i primenu. Taj odnos je poznat pod nazivom HLB vrednost to oznaava hidrofilno lipofilnu ravnoteu (hidrophile lipophile balance HLB).

Sredstva za pranje (deterdenti) imaju HLB vrednost izmeu 13 15 [4].Na osnovu osobina PAM tj. osobina hidrofilnih grupa da u vodenim rastvorima jonizuju

ili ne jonizuju izvrena je podela na [1a, 3, 4, 5]:

1. Anjonske PAM (aktivni deo molekula u vodenom rastvoru je negativno naelektrisan). Tu spadaju sapuni alkalnih metala, zemnoalkalnih metala, amino- sapuni, alkil-sulfati, alkil-sulfonati, alkil-etar-sulfati, alkil-benzensulfonati, sulfosukcinati itd.

2. Katjonske PAM (aktivni deo molekula u vodenom rastvoru je pozitivno naelektrisan). Najznaajniji su: kvaternerne amonijum- soli, piridinijum soli itd.

3. Nejonske PAM (ne jonizuju u vodenom rastvoru). Od prirodnih koriste se aciklini vii masni alkoholi, ciklini alkoholi itd. Od sintetikih PAM primenjuju se mono i digliceridi, esterifikovani derivati sorbitana (span) i esterifikovani derivati sorbitana sa polioksietilenom (tween), estri viih masnih kiselina sa polioksietilenom.

4. Amfoterne PAM (aktivan deo moe da bude anjonskog ili katjonskog karaktera zavisno od pH sredine). Tu pripadaju betaini, proteini i fosfolipidi, lecitin, alkil-amino kiseline itd.

Povrinski aktivne materije imaju raznovrsnu primenu. Koriste se kao: sredstva za pranje (sapuni i deterdenti), emulgatori, dispergujua sredstva, penea sredstva, solubilizatori, vlaea sredstva, antipenea sredstva itd.

Povrinski aktivne materije koje se koriste kao sredstva za pranje ili u deterdentima uglavnom pripadaju grupi anjonskih i nejonskih PAM.

Frotscher smatra da PAM kao sredstva za pranje treba da poseduju sledee osobine:

- da sniavaju povrinski napon na granici faza- da kvase materijal i odvajaju neistoe- da ispoljavaju dispergujua svojstva- da imaju osobine zatitnog koloida

13

Povrinski aktivne materije koje ispoljavaju dobre detergentne osobine imaju prave, linearne ugljovodonine lance kao hidrofobne grupe a hidrofilne grupe na kraju lanca ili blizu kraja. Ovo ukazuje da se detergentnost PAM poveava sa duinom hidrofobne grupe kao i sa pomeranjem hidrofilne grupe od centra ka graninoj poziciji molekula.

Broj C atoma u hidrofobnom delu kod ovih povrinski aktivnih materija se obino kree u granicama od 12 do 18.

Npr. maksimalna sposobnost pranja se postie pri niim koncentracijama alkilsulfata sa veim brojem C atoma u ugljovodoninom lancu.

Slika 4. Sposobnost pranja primarnih alkilsulfata[1d]

3.2. Formulacija sredstava za pranje

Sredstva za pranje na bazi sintetskih povrinski aktivnih materija poznata su danas na tritu pod nazivom deterdenti (engl. detergent) [1c].

Deterdenti predstavljaju smeu povrinski aktivne materije i vie dodataka koji se u novijoj literaturi referiu kao bilderi (engl. builder-graditelj) a koji su po hemijskom sastavu neorganske materije, u manjem obimu i organske materije.

Deterdenti koji se koriste u domaninstvima proizvode se u obliku praha koji sadri do 25% povrinski aktivne materije i do 80% dodataka-graditelja. PAM u smei je osnovna komponenta za pranje a ostali dodaci iako ne ispoljavaju nikakvu sposobnost pranja imaju znaajnu funkciju sa gledita poboljanja deterdentnih svojstava smee.

U zavisnosti od sastava smee kao i njihove primene postoje:

- sredstva za pranje na bazi razliitih povrinski aktivnih materija bez dodataka- sredstva za pranje na bazi jedne ili vie povrinski aktivnih materija sa dodacima- sredstva za pranje finog tekstilnog materijala (sintetskog ili animalnog porekla

vuna, svila)- sredstva za pranje grubog tekstilnog materijala (biljnog porekla)

14

Sredstva za pranje sa dodacima sadre relativno veliku koliinu dodataka razliitog hemijskog sastava pa je razumljivo to na tritu postoji iroki asortiman deterdenata sa manjim ili veim brojem dodataka i to u razliitim teinskim odnosima.

Kao dodaci neorganskog porekla najee se koriste fosfati, natrijumove soli silikati, perborati, karbonati, sulfati, hloridi; a od organskih dodataka karboksimetilceluloza, optika sredstva za beljenje, enzimi itd.

Jedno sredstvo za pranje (deterdent) u obliku praha moe da ima sledei sastav[1c]: povrinski aktivne materije 18 % natrijum tripolifosfat 45 % natrijum silikat 9 % natrijum karbonat 2 % natrijum perborat 9 % natrijum sulfat 15 % karboksimetilceluloza 1 % optiko sredstvo za beljenje 0,1 %

Navedeni sastav ukazuje na prisustvo veeg broja neorganskih soli od kojih se posebno istiu svojim udelom fosfati koji kao i ostali sinergetski deluju u procesu pranja, odnosno poboljavaju detergentska svojstva povrinski aktivne materije.

Danas se posebno koristi natrijum tripolifosfat - Na5P3O10 i u prakastim i tenim deterdentima. Sloeni fosfati poboljavaju delovanje aktivnih supstanci na graninoj povrini u procesima pranja i ienja. Takoe grade komplekse sa jonima kalcijuma ili magnezijuma koji su lako rastvorni u vodi i na taj nain smanjuju tvrdou vode. U prakastim deterdentima imaju i ulogu nosioca posebno tenih komponenata.

Zeoliti (natrijum aluminijum silikati) koji su poznati kao neorganski menjai jona imaju takoe sposobnost zamene kalcijumovih i magnezijumovih jona i smanjenja tvrdoe vode, a od interesa su oni zeoliti koji imaju visok sadraj Na2O.

Sredstva za beljenje imaju za cilj da poboljaju belinu opranog tekstilnog materijala ili da razore fleke od voa, povra, razliitih napitaka itd. U ovu svrhu se najee koristi natrijum perborat NaBO3 xH2O kao oksidaciono sredstvo.

Kao dodatak se koriste i optika sredstva za beljenje ija je struktura slina strukturama organskih boja. Ova sredstva su sposobna da absorbuju zrake talasnih duina koje pripadaju nevidljivom delu spektra (ultraljubiastom) i da ih zatim transformiu i emituju u vidljivom delu spektra.

Karboksimetilceluloza (KMC) onemoguuje redeponovanje ve uklonjene neistoe sa vlakna, tako to se ireverzibilno adsorbuje na povrini vlakna i ispoljava zatitno koloidno dejstvo.

Deterdenti mogu da sadre i enzime radi lakeg uklanjanja belanevinastih neistoa (od mleka, kakaoa, krvi itd.). Obino pripadaju grupi proteolitikih enzima selektivne proteaze koje su stabilne na temperaturi od oko 60o i pH rastvora 10.

U deterdentima u obliku praha kao komponenta pojavljuje se i natrijum sulfat koji se tretira kao punilo[1c].

15

3.3. Sposobnost penuanja PAM

iste tenosti ne mogu da obrazuju stabilne pene. Tek sa dodatkom stabilizatora, kao to su povrinski aktivne materije, nastaju stabilne pene.

Najee, penivost rastvora PAM se kvantitativno izraava zapreminom ili visinom pene koja je nastala pri odreenim uslovima u toku odreenog vremena.

Na penivost rastvora utiu vrsta i graa molekula PAM, njihova koncentracija, temperatura, pH sredine i dodaci.

Npr. rastvori anjonskih PAM bolje pene od nejonskih, visina pene je maksimalna kada je koncentracija rastvora jednaka kritinoj koncentraciji obrazovanja micela, u podruju temperatura od 0-100oC penivost anjonskih PAM obino se poveava sa porastom temperature, dostie maksimalnu vrednost i zatim se smanjuje, pri nekom pH penivost se obino naglo poveava ili smanjuje, a soli dvovalentnih metala koji ine tvrdou vode, smanjuju penivost rastvora, dok je fosfati, karboksimetilceluloza itd. poboljavaju.

Materije iji dodatak znatno smanjuje penivost rastvora PAM ili potpuno spreava stvaranje pene nazivaju se antipenuavci[1b].

16

4. EKSPERIMENTALNI DEO

4. 1. Ispitivanje penuanja rastvora deterdenata razliitih koncentracija

Na elektronskoj vagi izmeri se 1,00 g ispitivanog deterdenta i kvantitativno prenese u merni sud od 50,0 cm3, sipa se destilovana voda do oznake i muka se dok se deterdent ne rastvori. Pipetom od 25,0 cm3 prenese se rastvor koncentracije c1 u menzuru sa zapuaem od 250 cm3, muka se 30s, postavi na sto i ukljui toperica. Meri se zapremina pene u toku vremena (15min) i upisuje u tablicu. Oitavanje zapremine pene se vri odmah nakon formiranja pene i kasnije na svakih 5 minuta u navedenom vremenskom intervalu.

Posle merenja sa prvim rastvorom koncentracije c1, merni sud se dopuni do oznake destilovanom vodom i na taj nain se dobije rastvor koncentracije c2 sa kojim se ponovi prethodno merenje. Svaki sledei rastvor dobija se razblaivanjem na polovinu prethodnog.

Rastvori deterdenata u esmenskoj vodi pripremaju se po istom postupku kao i rastvori sa destilovanom vodom. Oitavanje zapremine pene takoe se vri pri istim uslovima.

Eksperimenti su izvoeni na sobnoj temperaturi (~ 20oC)

PRIBOR :Elektronska vagapH meter HANNA instruments HI8314 membrane

4. 2. Tvrdoa vode

Tvrdoa vode se definie kao sadraj Ca2+ i Mg2+ jona koji se nalaze u ravnotei sa karbonatnim, hidrogenkarbonatnim i drugim anjonima.

Ukupnu tvrdou (UT) vode sainjavaju svi prisutni joni Ca2+ i Mg2+ u njoj, bez obzira da li se nalaze u ravnotei sa hidrogenkarbonatnim, karbonatnim, sulfatnim, hloridnim, nitratnim ili nekim drugim anjonima.

Karbonatnu tvrdou (KT) ine oni kalcijum i magnezijum joni koji se nalaze u ravnotei sa karbonat i hidrogenkarbonat anjonima. Preostali joni Ca2+ i Mg2+, koji se nalaze u ravnotei sa ostalim anjonima, kao to su hloridi, sulfati, nitrati i silikati, predstavljaju nekarbonatnu tvrdou (NT).

17

Uticaj tvrdoe vode

Prisustvo jona zemnoalkalnih metala odnosno polivalentnih katjona Ca2+ i Mg2+ pokazalo se da negativno deluje na sposobnost pranja povrinski aktivnih materija. Oni oteavaju uklanjanje neistoe i olakavaju ponovno vraanje na supstrat. Prisustvo ovih jona u vodi takoe utie i na penuanje rastvora deterdenta [1a].

U eksperimentu je koriena destilovana i esmenska voda i uporeeno je ponaanje ispitivanih deterdenata u njima.

Iz navedenih razloga je odreena tvrdoa destilovanoj i esmenskoj vodi.

4. 2. 1. Odreivanje ukupne tvrdoe destilovane i esmenske vode kompleksometrijskom metodom

Potrebni reagensi: indikator eriohrom-crno T, puferski rastvor amonijani pufer, standardni rastvor Kompleksona III (KIII).

Priprema rastvora Kompleksona III, koncentracije 0,01 mol/dm3: Odmeri se na analitikoj vagi 1,8407g osuenog Kompleksona III, kvantitativno prenese u merni sud od 500,0 cm3 i dopuni destilovanom vodom do oznake.

cKIII = 9,89 10-3 mol/dm3Postupak rada: 100,0 cm3 vode koja se ispituje prenese se pipetom u erlenmajer od 300

cm3, doda 5 cm3 amonijanog pufera, indikatora eriohrom-crno T i odmah titrie sporo i paljivo sa standardnim rastvorom KIII do promene boje rastvora iz crvene (kao vino) u plavu. Titracija se ponovi jo jednom, i na osnovu dobijenih zapremina potroenog rastvora Kompleksona III izrauna ukupna tvrdoa ispitivanog uzorka vode.

Proraun za destilovanu vodu : CKIII = 9,89 10-3 mol/dm3V1KIII = 0,4 cm3V2KIII = 0,4 cm3Vsr = 0,4 cm3UT = 0,27oD

Proraun za esmensku vodu :CKIII = 9,89 10-3 mol/dm3V1KIII = 41,5 cm3V2KIII = 42,5 cm3Vsr = 42 cm3UT = 23,05oD

18

4. 2. 2. Odreivanje karbonatne tvrdoe destilovane i esmenske vode

Potrebni reagensi: indikator metil-oran, standardni rastvor HClPripremanje i standardizacija rastvora HCl koncentracije 0,1 mol/dm3: Izraunata

zapremina (8,4cm3) 37%-tne HCl gustine 1,17 g/cm3 izmeri se menzurom, prebaci u merni sud od 1000,0 cm3 u kome se ve nalazi destilovana voda i dopuni destilovanom vodom do oznake. Standardizacija ovako pripremljenog rastvora vri se pomou bezvodnog Na2CO3. Na analitikoj vagi izmeri se priblino 0,2g Na2CO3 kvantitativno prenese u erlenmajer i rastvori u 100 cm3 destilovane vode. Rastvoru se doda 2-3 kapi metil-orana i zatim titrie pripremljenim rastvorom HCl sve dok rastvor (indikator) ne promeni boju iz ute u narandastu. Na isti nain se ponovi jo jedna proba.

m1(Na2CO3) = 0,1241g m2(Na2CO3) = 0,1670gV1(HCl) = 20,6 cm3 V2(HCl) = 27,2 cm3c1(HCl) = 0,1140 mol/dm3 c2(HCl) = 0,1160 mol/dm3 c(HCl) = 0,1150 mol/dm3Postupak rada: Zapremina od 100,0 cm3 vode koja se ispituje pipetom se prenese u

erlenmajer, doda se 2-3 kapi metil-orana i titrie prethodno standardizovanim rastvorom HCl, do promene boje rastvora iz ute u narandastu. Na isti nain se izvri jo jedna proba.

Proraun za destilovanu vodu :CHCl = 0,1150 mol/dm3V1HCl = 0,2 cm3V2HCl = 0,2 cm3Vsr = 0,2 cm3KT = 0,64oD

Proraun za esmensku vodu :CHCl = 0,1150 mol/dm3V1HCl = 8 cm3V2HCl = 8,1 cm3Vsr = 8,05 cm3KT = 25,92oD

4.2.3. Odreivanje pH destilovane i esmenske vode

pH vrednost vode u kojoj su raeni eksperimenti je odreena korienjem indikatora (indikatorske hartije pH = 0-14) i preciznije pomou pH metra.

Destilovana voda- pomou indikatora pH = 5- pomou pH metra pH = 4,93

esmenska voda- pomou indikatora pH = 7 - 8- pomou pH metra pH = 7,96

19

5. REZULTATI I DISKUSIJA

5.1. ARIELSastav:

< 5 % polikarboksilata, katjonskih i nejonskih tenzida5 15 % anjonskih tenzida15 30 % fosfataizbeljivai na bazi kiseonikaenzimioptika sredstva za beljenjeparfem : butilfenilmetilpropional, linalol

Tablica 1. Zapremine pene za razliite koncentracije deterdenta ARIEL u destilovanoj vodi oitane u vremenskom intervalu t=0-900 s

C1 2 % C2 1 % C3 0,5 % C4 0,25 % C5 0,125 % C6 0,0625 %t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)0 120 0 140 0 150 0 138 0 122 0 70300

108 300

128 300

126 300

126 300

108 300

58

600

108 600

126 600

96 600

116 600

96 600

52

900

106 900

114 900

90 900

98 900

88 900

48

20

104

106

108

110

112

114

116

118

120

122

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

t (s)

V (c

m3)

Series1Slika 5. Zavisnost zapremine pene od vremena za koncentraciju (c1) deterdenta

ARIEL u destilovanoj vodi

Dobijeni rezultati merenja zapremine pene za razliite koncentracije i u odreenom vremenskom intervalu dati su u Tablici 1. i na osnovu njih nacrtani su grafici koji su prikazani Slikama 5 i 6. Na Slici 5. data je promena zapremine pene od vremena za 2% rastvor deterdenta u destilovanoj vodi, i vidi se da zapremina pene opada sa vremenom, od 120 cm3 do 106 cm3.

21

020

40

60

80

100

120

140

160

0 0.5 1 1.5 2 2.5

c (%)

V (c

m3)

Series1Series2Series3Series4

za t=0 s, za t=300 s, za t=600 s, za t=900 s

Slika 6. Zavisnost zapremine (V) pene od koncentracije (c) deterdenta ARIEL u destilovanoj vodi

Na Slici 6. prikazana je zavisnost zapremine pene od koncentracije rastvora deterdenta u destilovanoj vodi merene u razliitim vremenskim intervalima. Sa slike se vidi da je najvea promena zapremine sa poveanjem koncentracije deterdenta od 0 do oko 0,25 % rastvora za sve vrednosti t. Daljim poveanjem koncentracije za t=0 zapremina pene najpre neznatno raste, a zatim blago opada. Za ostale vrednosti t sa poveanjem koncentracije, zapremina pene opada (za t=600 i 900 s neto izraenije) do oko 0,5 % rastvora. Daljim poveanjem udela deterdenta u rastvoru zapremina i dalje varira, na taj nain to ponovo raste a potom opada (t = 600 i 900s).

5.2. PLAVI RADION

Sastav : 5 15 % anjonskih tenzida

fosfatiizbeljivai na bazi kiseonika

22

Tablica 2. Zapremine pene za razliite koncentracije deterdenta PLAVI RADION u destilovanoj vodi oitane u vremenskom intervalu t=0-900 s

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

t (s)

V (c

m3)

Series1Slika 7. Zavisnost zapremine pene od vremena za koncentraciju (c1) deterdenta PLAVI

RADION u destilovanoj vodi

Sa Slike 7. se vidi da zapremina pene za 2%-tni rastvor deterdenta PLAVI RADION opada sa vremenom. Zapremina pene opada od 110 cm3, kolika je u trenutku nastajanja do 88 cm3 kolika je posle 15 minuta.

C1 2 % C2 1 % C3 0,5 % C4 0,25 % C5 0,125 % C6 0,0625 %t

(s)V

cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)0 110 0 114 0 112 0 90 0 70 0 50300

98 300

102 300

100 300

80 300

62 300

34

600

92 600

90 600

88 600

78 600

58 600

32

900

88 900

82 900

84 900

76 900

50 900

28

23

020

40

60

80

100

120

0 0.5 1 1.5 2 2.5

c (%)

V (c

m3)



Slika 8. Zavisnost zapremine (V) pene od koncentracije (c) deterdenta PLAVI RADION u destilovanoj vodi

Na Slici 8. prikazana je zavisnost zapremine pene od koncentracije rastvora deterdenta u destilovanoj vodi merene u razliitim vremenskim intervalima. Vidi se da se zapremina pene poveava sa poveanjem koncentracije deterdenta za sve vrednosti t. Najvea promena zapremine pene je u intervalu koncentracija od 0 do oko 0,5 % rastvora, dok pri daljem poveanju koncentracije rastvora, zapremina pene se slabo menja.

5.3. CLEAN PRONET

Sastav :< 5 % polikarboksilsapunkatjonske materijenejonske materije

24

15 30 % anjonskih materijafosfatienzimi

Tablica 3. Zapremine pene za razliite koncentracije deterdenta CLEAN PRONET u destilovanoj vodi oitane u vremenskom intervalu t=0-900s

0

20

40

60

80

100

120

140

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

t (s)

V (c

m3)

Series1Slika 9. Zavisnost zapremine pene od vremena za koncentraciju (c1) deterdenta CLEAN

PRONET u destilovanoj vodi

Na Slici 9. data je grafika zavisnost zapremine nastale pene za 2%-tni rastvor deterdenta CLEAN PRONET od vremena. Pena u trenutku nastajanja za ovu koncentraciju ima zapreminu 120 cm3 a posle 15 minuta izmerena zapremina je 86 cm3.

C1 2 % C2 1 % C3 0,5 % C4 0,25 % C5 0,125 % C6 0,0625 %t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)0 130 0 128 0 120 0 124 0 80 0 34300

120 300

106 300

108 300

100 300

60 300

30

600

98 600

82 600

74 600

98 600

58 600

30

900

86 900

70 900

62 900

80 900

56 900

28

25

020

40

60

80

100

120

140

0 0.5 1 1.5 2 2.5

c (%)

V (c

m3)

Series1Series2Series3Series4 za t=0 s, za t=300 s, za t=600 s, za t=900 s

Slika 10. Zavisnost zapremine (V) pene od koncentracije (c) deterdenta CLEAN PRONET u destilovanoj vodi

Na Slici 10. se vidi da sa poveanjem koncentracije deterdenta od 0 do oko 0,25 % rastvora, zapremina pene naglo raste, posle ega opada (osim za t=300 s) do koncentracije~0,5 % i ponovo raste.

5.4. BILJANA

Sastav :5 15 % anjonskih tenzida

26

15 30 % zeolita

miris

Tablica 4. Zapremine pene za razliite koncentracije deterdenta BILJANA u destilovanoj vodi oitane u vremenskom intervalu t=0-900s

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

t (s)

V (c

m3)


BILJANA u destilovanoj vodi

C1 2 % C2 1 % C3 0,5 % C4 0,25 % C5 0,125 % C6 0,0625 %t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)0 190 0 168 0 160 0 140 0 110 0 80300

170 300

158 300

140 300

120 300

100 300

62

600

148 600

116 600

122 600

106 600

88 600

60

900

128 900

100 900

98 900

94 900

84 900

56

27

Promena zapremine nastale pene za 2%-tni rastvor deterdenta BILJANA data je na Slici 11. Zapremina pene ovog deterdenta opada sa vremenom linearno, od poetne vrednosti 190 cm3 do zapremine 128 cm3 koju zauzima posle 15 minuta.

Iz Tablice 4. se vidi da i za ostale koncentracije deterdenta zapremina pene opada sa vremenom.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 0.5 1 1.5 2 2.5

c (%)

V (c

m3)



Slika 12. Zavisnost zapremine (V) pene od koncentracije (c) deterdenta BILJANA u destilovanoj vodi

Sa Slike 12. se vidi da se zapremina nastale pene strmo poveava sa poveanjem udela deterdenta u rastvoru, od 0% do rastvora koji ima 0,5% deterdenta za sve vrednosti t. Daljim poveanjem koncentracije rastvora zapremina pene se i dalje menja, za t = 0s i t = 300s blago raste, dok za t = 600s i t = 900s zapremina najpre opada, a posle vrednosti od 1% rastvora ponovo raste.

28

5.5. CLASSIC NILA SOFT (za runo i mainsko pranje)

Sastav :< 5 % nejonskih tenzidasapun5 15 % anjonskih tenzida15 30 % fosfata

Tablica 5. Zapremine pene za razliite koncentracije deterdenta CLASSIC NILA SOFT u destilovanoj vodi oitane u vremenskom intervalu t=0-900s

C1 2 % C2 1 % C3 0,5 % C4 0,25 % C5 0,125 % C6 0,0625%t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)t

(s)V

(cm3)0 120 0 118 0 126 0 90 0 60 0 18300

94 300

96 300

90 300

74 300

34 300

6

600

92 600

92 600

34 600

26 600

14 600

4

900

92 900

80 900

26 900

16 900

10 900

4

29

020

40

60

80

100

120

140

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

t (s)

V (c

m3)


CLASSIC NILA SOFT u destilovanoj vodiPromena zapremine pene 2%-tnog rastvora deterdenta CLASSIC NILA SOFT sa

vremenom prikazana je na Slici 13. Zapremina pene opada od 120 cm3 (zapremina u trenutku nastajanja) do 94-92 cm3 posle 5 minuta. Ovaj grafik se razlikuje od grafika dobijenih za ostale deterdente, jer se ovde zapremina pene posle 5 minuta ustali, to bi ukazivalo na stabilnost pene u periodu od t = 300s do t = 900s od trenutka formiranja pene. Primenom nekih drugih metoda (Ross-Miles-ova metoda) moe pouzdanije da se izvri ispitivanje pena, vezano za stabilnost i vreme razruavanja.

30

020

40

60

80

100

120

140

0 0.5 1 1.5 2 2.5

c (%)

V (c

m3)



Slika 14. Zavisnost zapremine (V) pene od koncentracije (c) deterdenta CLASSIC NILA SOFT u destilovanoj vodi

Na Slici 14. se vidi da se zapremina pene naglo poveava sa poveanjem koncentracije deterdenta za vrednosti t=0 i 300s u intervalu koncentracije od 0 do oko 0,5 % rastvora, dok za ostale vrednosti t zapremina pene se sporo poveava do 0,5% rastvora, dostie maksimum na oko 1% rastvora, posle ega malo varira.

5.6. ARIEL U ESMENSKOJ VODI

Sastav :< 5 % polikarboksilata, katjonskih i nejonskih tenzida5 15 % anjonskih tenzida15 30 % fosfataenzimiizbeljivai na bazi kiseonikaoptika sredstva za beljenje

31

parfem : butilfenilmetilpropional, linalol

Tablica 6. Zapremine pene za razliite koncentracije deterdenta ARIEL u esmenskoj vodi oitane u vremenskom intervalu t=0-900s

0

20

40

60

80

100

120

140

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

t (s)

V (c

m3)


ARIEL u esmenskoj vodiIzmerene zapremine pene za razliite koncentracije rastvora date su u Tablici 6. i na

osnovi njih nacrtani su grafici koji su prikazani Slikama 15 i 16. Na Slici 15. data je promena zapremine pene od vremena za 2%-tni rastvor deterdenta u esmenskoj vodi i vidi se da opada sa vremenom.

C1 2 % C2 1 % C3 0,5 % C4 0,25 % C5 0,125 % C6 0,0625 %t (s)

V(cm3)

t (s)

V(cm3)

t (s)

V(cm3)

t (s)

V(cm3)

t (s)

V(cm3)

t (s)

V(cm3)

0 130 0 150 0 130 0 110 0 20 0 14300

128 300

124 300

114 300

96 300

18 300

12

600

114 600

120 600

102 600

84 600

16 600

10

900

96 900

102 900

100 900

82 900

14 900

8

32

020

40

60

80

100

120

140

160

0 0.5 1 1.5 2 2.5

c (%)

V (c

m3)

Series1Series2Series3Series4 za t=0 s, za t=300 s, za t=600 s, za t=900 s

Slika 16. Zavisnost zapremine (V) pene od koncentracije (c) deterdenta ARIEL u esmenskoj vodi

Zapremina pene za deterdent ARIEL u esmenskoj vodi intenzivno raste sa poveanjem koncentracije od 0% do oko 0,25% deterdenta, a dalje sa poveanjem koncentracije promena je dosta manja. Poreenjem Slike 6. i 16. vidi se da je maksimalna zapremina pene u esmenskoj vodi za deterdent ARIEL priblino ista za vreme t = 0s. Meutim, za koncentracije manje od 0,25% izmerena zapremina pene manja je nekoliko puta za rastvore u esmenskoj vodi od rastvora u destilovanoj vodi (Tablice 1. i 6.). Da bi se preciznije ispitalo penuanje rastvora u destilovanoj i esmenskoj vodi potrebno je uraditi preciznija merenja zapremine pene koja se postiu Ross-Miles-ovom metodom. Ovom metodom moe se odrediti i vreme razruavanja to je svakako bitno kod ispitivanja pena.

Anjonske Katjonske Nejonske Polikarboksilati Fosfati Sapun Zeoliti

33

Deterdent PAM PAM PAM

BILJANA5.4. 5-15% - - - - -

15-30%

ARIEL5.1. 5-15% < 5% < 5% < 5%

15-30% - -

CLEAN PRONET

5.3.15-30% + + < 5% + + -

CLASSIC NILA SOFT

5.5.5-15% - < 5% -

15- 30% + -

PLAVI RADION

5.2.5-15% - - - + - -

Tablica 7. Sastav deterdenata za runo pranje dat na ambalai

Uporeivanjem oitanih zapremina datih u Tablicama 1.-6., i uporeivanjem grafikih zavisnosti zapremine pene od koncentracije deterdenta u destilovanoj vodi (Slike 5.-16.) za iste vrednosti t dobijeno je da zapremina pene merena na sobnoj temperaturi opada sledeim redosledom: 5.4. > 5.1. > 5.3. > 5.5. > 5.2.

Ovim redosledom navedeni su deterdenti u Tablici 7. i dat je njihov sastav uzet sa ambalae.

Da bi ispunili odreene zahteve i postigli to efikasnije pranje u sastav komercijalnih deterdenata dodaju se supstance koje ne utiu na penuanje kao to su: sredstva za beljenje, enzimi, optiko belilo, miris, polikarboksilati kad se dodaju kao punila, zeoliti. Polikarboksilati, zeoliti i fosfati slue za uklanjanje Ca2+ i Mg2+ iz vode, a s obzirom da su eksperimenti raeni u destilovanoj vodi ovi sastojci nisu uticali na mo penuanja posmatranih deterdenata. Na mo penuanja tj. zapreminu ili visinu pene deterdenata utiu anjonske ili nejonske PAM, a u nekim sluajevima i katjonske PAM zbog sinergijskog dejstva prisutnih PAM u sloenim sistemima kao to su deterdenti. Deterdentima koji puno penuaju dodaju se sapuni kao antipenuavci [1c].

34

Deterdent BILJANA 5.4. gradi penu najvee zapremine pri istim uslovima ispitivanja kao i ostali deterdenti. U svom sastavu ima samo anjonske PAM za koje je poznato iz literature da najbolje penuaju [1,2]. Meutim, i deterdent 5.2. je slinog sastava (ima samo anjonske PAM) ali gradi penu najmanje zapremine. Ova razlika moe da potie od same strukture i grae prisutnih PAM u deterdentima [2]. Na ambalai nije naveden taan % supstanci koje ulaze u sastav deterdenta ve veoma irok interval (5-15%) u kome je anjonska PAM prisutna. Ako je njen udeo u deterdentu 5.2 manji nego u detrdentu 5.4, a u granicama navedenih vrednosti, uticae na penuanje na taj nain to e zapremina pene u rastvoru 5.2 biti manja. Deterdenti 5.1. i 5.3. se po svom sastavu razlikuju samo u prisutnom sapunu u deterdentu 5.3. koji se dodaje deterdentima da smanji penuanje, pa se moe pretpostaviti da je to uzrok boljeg penuanja deterdenta 5.1. U sastav deterdenta 5.5. ne ulaze katjonske PAM koje sinergijski sa ostalim komponentama PAM utiu na penuanje i ima sapun koji je antipenee sredstvo, tako da verovatno oba navedena razloga utiu da ovaj deterdent gradi penu najmanje zapremine. Za deterdent 5.1. zapremina pene merena je osim u destilovanoj i u esmenskoj vodi (Tablice 1. i 6.). Zapremina pene u obe sredine je priblino ista. Ovako neoekivane rezultate trebalo bi proveriti jo nekim metodama. Zbog znatno vee tvrdoe esmenske vode oekuje se da deterdenti bolje penuaju i grade veu zapreminu pene u destilovanoj vodi.

Ako uporedimo deterdente za runo i deterdente za mainsko pranje, moe se zakljuiti da deterdenti za runo pranje imaju veu zapreminu pene [6], to se objanjava razlikom u samom procesu pranja. Veliko penuanje rastvora deterdenata za mainsko pranje nije poeljno zbog mogueg kvara maine za pranje.

35

ZAKLJUAK

U ovom radu je ispitivana mo penuanja pet komercijalnih deterdenata za runo pranje. Merena je zapremina pene za rastvore razliitih koncentracija u destilovanoj vodi na sobnoj temperaturi od trenutka nastajanja pene i u toku 15 minuta.

Poreenjem izmerenih zapremina nastalih pena dobijeno je da rastvori deterdenta BILJANA najbolje penuaju jer u svom sastavu imaju samo anjonske PAM. Deterdenti ARIEL i CLEAN PRONET imaju katjonske, nejonske i anjonske PAM, a deterdent CLEAN PRONET pored njih sadri i sapune i ima slabiju mo penuanja. Manju zapreminu pene ima deterdent CLASSIC NILA SOFT koji nema katjonske PAM. Rastvore deterdenta PLAVI RADION trebalo bi ispitivati i nekim drugim metodama.

Kod svih 2%-tnih rastvora deterdenata sa promenom vremena zapremina nagraene pene opada, osim kod rastvora CLASSIC NILA SOFT.

Penuanje deterdenta ARIEL je odreeno i u esmenskoj vodi. Na osnovu dobijenih eksperimentalnih rezultata ne moe se doneti zakljuak u kojoj vodi ovaj deterdent bolje peni. Ispitivanja bi trebalo proiriti na vei broj deterdenata za runo pranje u esmenskoj vodi.

Zapremina pene se moe odrediti preciznije metodom po Ross-Miles-u, a rezultati ovog eksperimenta mogu posluiti kao polazna taka za dalja istraivanja.

LITERATURA

36

[1] Doki D.,Povrinski aktivne materije (tenzidi), Nauna knjiga, Beograd, 1985a) st. 16-50 b) st. 103-113 c) st. 151-166 d) st. 130-149 [2] Doki P., Emulzije, pene i aerosoli (osobine i ponaanje), skripta, st. 107-132[3] Stalmans M., Sabaliumas D., Retrospective Review of Surfactant Environmental Assessments, SFW Journal, 130 (2004) 42-50 [4] Vuleta G., Farmaceutska tehnologija sa biofarmacijom, pripunik za praktinu nastavu, NAUKA, Beograd, 2003, a) 18-21 [5] akovi Lj., Koloidna hemija, Zavod za izdavanje udbenika, Novi Sad, 1990[6] Marjanovi S., Sposobnost penuanja rastvora nekih komercijalnih deterdenata za mainsko pranje, diplomski rad, Via tehnoloka kola, abac, u tampi

37

Documents

Sredstva Za Pranje