УДК 661.185 © Коллектив авторов, 1998
Ю.Л.Вердеревский, Н.Х.Борисова, Н.Л.Кучерова, Ю.М.Куликов, М.Ф.Соколова ("НИИнефтепромхим")
Y.L.Verderevskiy, N.H.Borisova, N.L.Kutcherova, Y.M.Kulikov, M.F.Sokolova (OAO "Nllneftepromhim")
Разработка товаров народного потребления на основе ПАВ
гг
Development of surfactant based consumer goods
Reviewed are different cleaning and washing agents, used as car cosmetics: car shampoo, windshield cleaner, engine cleaner, car plastics polish, hand cleaning paste. Composition for fur and wool cleaning has been developed.
АВ являются действующим началом всех моющих средств. Их действие основано на смачивающей, эмульгирующей и диспергирующей способности [1, 2]. ПАВ были использованы нами как основной компонент при разработке различных чистящих и моющих средств, применяемых в качестве автокосметики. К ним относятся автошампунь, стеклоочиститель, автоочиститель двигателя, автопластмассополироль, паста для чистки рук. Разработан также состав для мытья меха и шерсти.
Автошампунь СНПХ-АШ - это высокоэффективное моющее средство, предназначенное для пенной мойки автомобилей, мотоциклов, бытовой и транспортной техники, имеющей окрашенную поверхность, а также металлических деталей, очищает от различных жиромасляных загрязнений и дорожной грязи [3].
Поверхностно-активной основой автошампуня является композиция неонола АФд-12 и неонола АФд-6, которые не повреждают покрытия и проявляют неплохую моющую способность. Для улучшения моющего действия в состав вводились неорганические добавки. Был выбран сульфат натрия, который, как показывает сравнение аналогичных составов с Na2COз, действует эффективнее и имеет более низкую щелочность среды. В качестве комплексообразо-вателя выбран триполифосфат натрия.
С целью подбора оптимальных соотношений компонентов и выбора необходимых концентраций были изучены поверхностно-активные свойства индивидуальных ПАВ, композиций ПАВ и ПАВ в присутствии неорганических добавок. Для этой цели были получены изотермы межфазного натяжения на границе с масляной фазой (рис.1).
Межфазное натяжение измеряли сталаг-мометрическим методом. Увеличение концентрации неонола АФд-12 в дистиллированной воде снижает межфазное натяжение вплоть до 0.5 мН/м при концентрации ПАВ около 0,1%. Дальнейшее увеличение концентрации уже не снижает этот параметр (рис.1).
Далее изучали поверхностную активность композиции АФд-12 и АФд-6 . Добавление 0,1% неонола АФд-6 в раствор АФд-12 снижает межфазное натяжение примерно на 40%. При концентрации неонола АФд-12, равной примерно 0,1-0,2%, проявляется небольшой минимум, соотношение компонентов АФд-6: АФд-12 составляет при этом 1:2.
Для подбора оптимальных концентраций неорганических добавок были изучены зависимости межфазного натяжения водного раствора смеси ПАВ от концентрации Ыат504 и триполифосфата натрия (ТПФН). (рис.2). Такая зависимость для Ыа2504 имеет минимум, приходящийся на область концентраций 2-3%. Увеличение содержания ТПФН плавно снижает межфазное натяжение до некоторых постоянных величин при содержании соли примерно 3%.
Для оценки моющей способности изучаемых составов наа специальные пластинки с лакокрасочным покрытием наносили за-
^20 !-16
I 12 8 8 I 4
0,002 0,004 0,006 0,008 Концентрация неонола АФ -12, %
Рис.1. Изотерма межфазного натяжения неонола АФ9-12 на границе с моторным маслом:
а - полная зависимость; б - область низких концентраций неонола
грязнение, имитирующее дорожную грязь, и погружали их в моющие составы. По изменению показаний блескомера до и после отмыва определяли моющую способность.
После проведения необходимых физико-химических исследований по подбору оптимального состава была создана товарная форма автошампуня СНПХ-АШ. Он стабилен при длительном хранении и сохраняет свои свойства после воздействия высоких и низких температур. Входящие в состав компоненты имеют широкую сырьевую отечественную базу.
1 2 3 4 5 Концентрация Na SO , %
1 2 3 4 5 Концентрация ТПФН, %
Рис.2. Зависимость межфазного натяжения раствора АФ9-12 (0,01%) + АФ9-6 (0,005%) на границе с моторным маслом от концентрации N^4 (а) и ТПФН (б)
6/1998 б9
При разработке других моющих и чистящих средств использованы те же теоретический и экспериментальный подход по подбору компонентов и критериев их действия.
Моющая паста для рук предназначена для мытья сильно загрязненных рук при ремонте и обслуживании автомобилей и других работах, может использоваться как для сухой чистки рук, так и с последующим смывом водой [4]. Разработка состава моющей пасты для рук проводилась с использованием различных компонентов. Действующим началом являются ПАВ, которые дают на отмываемой поверхности и частицах загрязнения насыщенные или близкие к насыщению адсорбционные слои /2/. Кроме того, взаимодействуя с кожей, ПАВ существенно влияют на ее состояние после мытья.
С физико-химической точки зрения механизм удаления загрязнений рассматривается в основном как процессы адсорбционного вытеснения, эмульгирования и солюби-лизации. В большинстве случаев жировые загрязнения играют роль пропитки и связующего в закреплении на субстрате неорганических частиц. Поэтому для состава пасты подбирался ПАВ, который максимально эмульгировал загрязнение. Кроме того, процесс отмывания зависит также от природы и концентрации загрязнения, морфологии отмываемой поверхности, наличия вспомогательных компонентов (комплексо-образователей, загустителей) в моющем растворе и от интенсивности прилагаемой механической работы.
Наилучшая чистящая способность моющей пасты для рук была получена с использованием в составе неионогенного ПАВ синтанола АЛМ-3, который представляет собой оксиэтилированный жирный спирт С Н , ,0(С.,Н0) Н (п изменяется от
12Пдо21+1 ш=3).4 т
Предварительная оптимизация состава проводилась путем оценки его моющей способности с помощью блескомера ФБ-2. На образцы винилискожи наносили загрязнитель, близкий по составу к промышленным загрязнениям при ремонтных работах, затем проводили чистку. Как видно из рис.3, при сухой чистке наблюдается экстремальная зависимость чистящей способности от содержания ПАВ: наилучший отмыв соответствует 15-20%-ному содержанию ПАВ в составе пасты. При «мокрой» чистке с увеличением ПАВ улучшается чистящая способность, т.е. наблюдается прямая зависимость.
Наряду с ПАВ современные моющие средства обычно содержат определенный набор вспомогательных кондиционирующих компонентов, которые обеспечивают необходимые рецептурную форму, товарный вид и потребительские свойства. К таким компонентам относят загустители, регуляторы рН, инертные наполнители, комп-лексообразователи, парфюмерные отдушки.
В качестве загустителя выбран 5-10%-ный раствор водорастворимого полимера Na - карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Моющая способность пасты не зависит от содержания Na - КМЦ, поэтому его кон-
центрация подбиралась исходя из необходимой консистенции пасты. Триполифосфат натрия выбран в качестве комплексообразо-вателя в количестве, обеспечивающем минимальное межфазное натяжение и необходимую структуру пасты.
Разработанная паста была испытана в МНПО «СКАТ» (г.Елабуга) и успешно применялась для мытья рук автослесарями, выполнявшими сборочно-разборочные, контрольно-регулировочные и диагностические операции.
Средство моющее универсальное СНПХ-2008, представляющее собой водный раствор ПАВ и активных неорганических добавок, предназначено для стирки изделий из хлопчатобумажных, льняных, шерстяных, шелковых и синтетических тканей, а также для мойки шерстяной пряжи, сырой шерсти и меха. Разработка состава проводилась в направлении создания композиции ПАВ различных типов: неионогенного и анионного. В лабораторных условиях определяли поверхностную активность композиций ПАВ, эмульгирующую, моющую способность и другие физико-химические свойства. Состав оценивали по консистенции и внешнему виду, кинематической вязкости, содержанию основного вещества, стабильности при хранении, обезжиривающей и моющей способности.
Лабораторные и промышленные испытания свойств СНПХ-2008 в АО «Мелита» показали, что он обладает хорошими моющими и обезжиривающими свойствами, дает отрицательную качественную реакцию на содержание жира в кожевой ткани и волосе, не оказывает отрицательного влияния на дальнейшую обработку меховой овчины и облагораживание волосяного покрова.
Разработанный моющий состав был испытан также на Казанской и Борской фабриках первичной обработки шерсти в промышленных и лабораторных условиях для мойки сырой шерсти. Получены хорошие результаты.
На Уруссинском ОХЗ произведено около 30 т состава СНПХ-2008 для Казанской фабрики ПОШ и других предприятий.
Автоочиститель СНПХ-АО-1 предназначен для очистки от нерастворимых в воде загрязнений двигателя и агрегатов автомобиля, мотоциклов, катеров и других машин. Автоочиститель представляет собой раствор ПАВ в углеводородном растворителе. Композиция водорастворимого и водо-маслорас-творимого ПАВ, введенного в углеводородный растворитель, снижает межфазное натяжение на границе с водой приблизительно до 10-3 мН/м. Такие сверхнизкие межфазные натяжения приводят к тому, что при контакте с водой происходит самоэмульгирование углеводородного раствора ПАВ в воде. Это свойство было использовано при разработке автоочистителя.
Автоочиститель наносится на загрязненную поверхность двигателя или другого агрегата. Нерастворимые в воде загрязнения (масла, смазки) растворяются в углеводо-
Чистящая способность, % s s i S Ш Ш I
0
/2
1
1 0 1 Массо 5 2 заядоля I 0 2 1АВ, % 5 Э
Рис.3. Зависимость чистящей способности пасты от содержания ПАВ:
1,2 - соответственно сухая и "мокрая" чистка
родном растворе автоочистителя, а механические примеси (песок, грязь) диспергируются в нем. Затем поверхность двигателя омывается водой, что приводит к интенсивному эмульгированию загрязненного автоочистителя и очищает поверхность от загрязнений.
Разработаны другие автопрепараты: стеклоочиститель СНПХ-СО1 и защитное средство для пластмасс ЗСП-1 СНПХ «Пластмассополироль». Стеклоочиститель предназначен для очистки ст
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.