مواد اولیه پودر لباس شویی

سورفاکتانتها

مولکولهایی شامل دو قسمت هیدروفوب و هیدروفیل (آبدوست، محلول در آب) هستند.این مولکولها دارای فعالیت بسیار بالایی در حد واسط بین هوا و آب یا روغن و آب می باشند.این مواد دارای نامهای متعددی از قبیل مواد فعال سطحی، دترجنتها و یا به طور ساده اکتیو می باشند.سورفاکتانتها کشش سطحی آب را کاهش داده و منجر به افزایش مرطوب شدن سطوح می شوند. سورفاکتانتها شل شدن و جداسازی چرک در طی شستشو و همچنین معلق سازی چرک را در محلول شستشو بر عهده دارند. چهار دسته عمده سورفاکتانتها عبارتند از:

سورفاکتانتهای آنیونیک

وقتی که گروه قطبی که از طریق پیوند کووالانسی به قسمت هیدروفوب سورفاکتانت متصل است دارای بار منفی باشد(R-CO2- ,R-SO4- ,R-SO3-)، سورفاکتانت آنیونیک نامیده می شود. مانند صابونها، آلکیل بنزن سولفونات هاو فتی الکل سولفاتها.

سورفاکتانتهای کاتیونیک

وقتی که گروه قطبی که از طریق پیوند کووالانسی به قسمت هیدروفوب سورفاکتانت متصل است دارای بار مثبت باشد (N+R1R2R3R4)، سورفاکتانت کاتیونیک نامیده می شود. مانند دی متیل دی استئاریل آمونیوم کلراید. سورفاکتانتهای کاتیونیک اغلب به عنوان نرم کننده پارچه و عوامل آنتی استاتیک کاربرد دارند.

سورفاکتانتهای نانیونیک

سورفاکتانتهای نانیونیک دارای گروه قطبی می باشند که نمی تواند در محلول آبی یونیزه شود. قسمت هیدروفوب شامل زنجیر چرب و قسمت هیدروفیل شامل اتمهای غیر قابل یونیزه اکسیژن، نیتروژن یا سولفور است.حلالیت نتیجه تشکیل پیوند هیدروژنی بین آب و گروههای هیدروفیل مانند گروههای اتری پلی اکسی اتیلن می باشد. در این طبقه بندی بسیاری از مشتقات پلی اکسی اتیلن یا پلی اکسی پروپیلن و آلکانول آمیدها و آلکیل آمینهای اتوکسیله قرار می گیرد.

سورفاکتانتهای آمفوتریک

مولکولهایی هستند که تشکیل یون دوقطبی می دهند.درpH پائین شبیه کاتیونیکها ودر pH بالا شبیه آنیونیکها عمل می کنند. در pH متوسط دارای دو بار مثبت و منفی هستند، یعنی ساختار یون دو قطبی پیدا می کنند. در این طبقه کوکو آمیدو پروپیل بتائین بیشترین کاربرد را داراست.

بیلدرها (سازنده ها)

سازنده ها اجزای عمده پودر لباس شویی و مایعات شوینده را شامل شده و باعث افزایش کارایی شستشوی سورفاکتانتها می شوند.سازنده ها بایستی یونهای سختی آب محلول شستشو را غیر فعال کرده (قابلیت نرم کردن آب)واز واکنش آنها با سورفاکتانتها جلوگیری نمایند.حذف یونهای سختی برای کارایی سورفاکتانت به ویژه سورفاکتانتهای آنیونیک ضروری بوده و منجر به افزایش پاک کنندگی و همچنین کاهش ترسیب رسوبات معدنی بر روی پارچه و همچنین سطوح فلزی ماشین لباسشویی می گردد.

سازنده ها همچنین منبع قلیائیت بوده و pH محلول شستشو را در حوالی 10 بافری می نمایند.سازنده ها بایستی پایداری انبارش عوامل بلیچ، اکتیواتور و آنزیم ها را تضمین نمایند. بعضی از سازنده ها همچنین به عنوان ممانعت کننده خوردگی عمل کرده واز خوردگی سطوح فلزی ماشین در حین شستشو جلوگیری می نمایند. سازنده ها بایستی توانایی جذب سورفاکتانتهای نانیونیک را داشته و پودرهایی با ریزش مناسب ایجاد نمایند.علاوه بر خواص بالا، سازنده ها در افزایش پاک کنندگی نقش دارند. مهم ترین سازنده ها که در صنایع شوینده مصرف دارند عبارتند از:

سدیم تری پلی فسفات(STPP)

یکی از سازنده های مهم در صنایع شوینده محسوب شده که دارای خواص زیر است:STPP جز عوامل کمپلکس کننده و شلاته کننده محسوب می شود و به دلیل تشکیل کمپلکس محلول با یونهای سختی آب (کلسیم و منیزیم) باعث نرم شدن آب می شود. عملکرد دیگر STPP کاهش پیوند فیزیکی و شیمیایی بین چرک و پارچه است. STPP هچنین منبع ایجاد قلیائیت بوده ولی خاصیت بافری آن (حفظ قلیائیت)در مقایسه با کربنات سدیم و سیلیکات سدیم کمتر است.علاوه بر آن STPP باعث دیسپرس شدن چرک و جلوگیری از نشست مجدد آن بر روی پارچه می شود.

فسفوناتها

نمکهای سدیمی فسفونیک اسیدهای آلی هستند که دارای چندین گروه فسفوناتی بوده و عوامل کمپلکسه کننده موثری می باشند. آنها ممانعت کننده رشد کریستالی و تشکیل رسوبات نمکهای نامحلول بوده وذرات چرک را پراکنده می سازند.به دلیل خواص شلاته کنندگی مناسب، این دسته از مواد یونهای فلزات سنگین مانند مس، منگنز، آهن را کمپلکس می کنند و در نتیجه بلیچ های اکسیژن دار را در محصولات پودری پایدار می نمایند. در محصولات مایع فسفوناتها جهت لکه بری لکه هایی مانند چای، قهوه، میوه برای جبران عدم حضور بلیچ بکار گرفته می شود.

سیلیکاتها

سیلیکات سدیم منبع قلیائیت، عامل بافری و همچنین دارای خواص ضد خوردگی می باشند. این سازنده ها در فرمولاسیونهایی که نیاز به قلیائیت بالا و همچنین حفظ این قلیائیت باشد بکار می روند. علاوه بر این، به علت ایجاد لایه سیلیکاتی بر روی سطوح فلزی ماشین، از خوردگی آنها جلوگیری می نمایند.

سدیم آلومیناسیلیکاتها (زئولیت)

زئولیتها به ویژه زئولیت A به عنوان جایگزین سدیم تری پلی فسفات در دنیا متداول شده است.این دسته از مواد یونهای کلسیم را از طریق تبادل یونی از محلول شستشو حذف می کنند و بدین طریق یکی از عوامل نرم کننده آب محسوب می شوند. با توجه به مشخصات زئولیت، نیاز به حضور سازنده های دیگر برای رسیدن به افزایش کارایی ضروری است.زئولیتها توانایی جذب سورفاکتانتهای نانیونیک را داشته و پودرهایی با ریزش مناسب ایجاد می نمایند.

کربناتها/کربوکسیلاتها

کربناتهای معدنی

کربنات سدیم ( سودا اش) یونهای سختی آب (کلسیم و منیزیم)را به صورت ترسیبی از محلول شستشو حذف می کند در نتیجه به عنوان عامل نرم کننده آب مطرح است. این رسوبات کربناتی منجر به ایجاد لایه بر روی قطعات فلزی ماشین و همچنین پارچه می شود، بنابراین برای کاهش وپراکنده کردن این رسوبات از دیسپرس کننده های کربوکسیلاتی استفاده می نمایند. سدیم کربنات همچنین منبع قلیائیت بالا بوده و قابلیت بافری کردن محلول شستشو(حفظ pH)را بر عهده دارند. از دیگرموارد استفاده از سدیم کربنات می توان به خنثی سازی اسیدهای ایجاد کننده اکتیو آنیونیک در فرمولاسیونها اشاره نمود.

کربوکسیلاتهای مونومری

صابونها، یعنی نمکهای سدیمی کربوکسیلیک اسیدهای زنجیر طولانی، یونهای سختی آب را به وسیله ترسیب کاهش می دهند. رسوب کلسیمی صابون درصورت ایجاد، باعث افزایش پوشش(لایه) روی پارچه شده در نتیجه منجر به زرد شدن پارچه های سفید می شود. بنابراین صابون در کنار سازنده های قوی کاهش دهنده یونهای سختی آب (کلسیم و منیزیم) مورد استفاده قرارمی گیرد.امروزه صابون به عنوان کنترل کننده کف سورفاکتانتها در ماشینهای لباسشویی بکار می رود.

اسیدهای هیدرو کربوکسیلیک

این اسیدها به دلیل قیمت بالامصرف محدودی دارند. سدیم سیترات( نمک تری سدیمی سیتریک اسید) عامل کمپلکس کننده متوسطی برای کلسیم ومنیزیم می باشد.این ماده به دلیل پایداری دربرابر هیدرولیز شدن معمولاً به عنوان جایگزین STPP در مایعات لباسشویی بکار می رود. همچنین در فرمولاسیون پودرهای شوینده به دلیل حلالیت ودیسپرس شدن کاربرد دارد. از اسیدهای هیدرو کربوکسیلیک متداول دیگر می توان از گلوکونیک اسید و تارتاریک اسید نام برد.

آمینو کربوکسیلیک اسیدها

نمک تترا سدیمی اتیلن دی آمین تترا استات (E.D.T.A) شلاته کننده قوی کلسیم ومنیزیم است.علاوه بر آن E.D.T.A میزان یونهای فلزات سنگین را در پودر ومحلول شستشو کاهش داده وباعث پایداری بلیچ اکسیژن دار می شود.

کربوکسیلاتهای پلیمری

افزایش در تعداد گروههای کربوکسیلاتی به ازاء یک مولکول توانایی شلاته کردن(کمپلکس کردن) کلسیم را افزایش می دهد. بنابراین، نمکهای سدیمی پلی آکریلیک اسیدو مالئیک اسید خواص نرم کنندگی خوبی نشان می دهندولی به دلیل گران بودن مصرف کمتری دارند.امروزه پلی کربوکسیلاتها به طور عمده به دلیل خواص دیسپرس کنندگی ذرات چرک و رسوبات (نمکهای معدنی نامحلول) جهت کاهش نشست روی پارچه بکار می رود.

اجزاء کمکی

سورفاکتانتها و سازنده ها دو جزء عمده فرمولاسیونهای دترجنتها هستند. اجزاء متعدد دیگری برای کاربردهای خاص (برای مثال بلیچ، اپتیکال برایتنر، آنزیم، عوامل ضد نشست و تنظیم کننده کف) یا برای افزایش جذابیت محصول در نظر مشتری (رنگ و اسانس) به فرمولاسیون اضافه می شوند.

سیستمهای بلیچ

اجزاء بلیچ

ترکیباتی هستند که می توانند پارچه را تمیز، سفیدو درخشان نمایند و لکه ها راحذف کنند.هر دو نوع بلیچ اکسیژن دار و کلر دار در محصولات خانگی لباسشویی مورداستفاده قرار می گیرد.سورفاکتانتها و آنزیم ها که در فرمولاسیونها استفاده می شود لکه های چربی و پروتئینی را از البسه حذف می کند. برای حذف لکه هایی مانند چای، شکلات، قهوه، آب میوه، کلروفیل گیاهان، خردل، کاری، سسها، گوجه فرنگی، هویج، رنگهای استفاده شده در مواد آرایشی، رنگ مو که بر روی البسه خانگی موجود است از بلیچ (لکه بر) استفاده می شود.

بنابراین عوامل بلیچ، لکه های موجود بر روی پارچه را اکسید و بی رنگ می نمایند.انواع متداول بلیچ اکسیژن دار مصرفی در پودرهای شوینده، سدیم پربورات مونو هیدرات، سدیم پربورات تترا هیدرات و سدیم پر کربنات می باشد. این ترکیبات به واسطه هیدرولیز در محیط قلیایی آبی، هیدروژن پروکسید را بداخل محلول شستشو وارد می نمایند.

البته هیدروژن پروکسید زمانی عامل بلیچ کننده موثری است که یا دمای شستشو ویا pH بالا باشد یااینکه زمان شستشو و غوطه وری طولانی باشد.دمای شستشو به میزان حداقل 60 درجه سانتیگراد برای کارایی موثر هیدروژن پروکسید لازم است، بنابراین در مناطقی که دمای شستشو و زمان چرخه شستشو پایینتر است کارایی هیدروژن پروکسید(یا قدرت لکه بری) شدیداً افت می کند.این نقص به وسیله استفاده از فعال کننده های بلیچ (اکتیواتور) مرتفع می شود.

فعال کننده بلیچ(اکتیواتور)

ترکیبات آلی هستند که با بلیچ اکسیژن دار واکنش می کنند و باعث می شوند بلیچ اکسیژن دار حتی در دماهای پائین شستشو قدرت لکه بری داشته باشد(دماهای پائین تر از 60 درجه سانتیگراد).یکی از متداولترین فعال کننده های بلیچ، T.A.E.D یا تترا استیل اتیلن دی آمین است.

اپتیکال برایتنرها(عوامل سفید کننده فلوئورسنت)

این مواد در پودر لباس شویی به طور چشمگیری سفید کنندگی و درخشندگی البسه را در طی شستشو افزایش می دهند. البسه شسته شده حتی وقتی کاملاً تمیز باشند کمی ته رنگ زرد دارند، در نتیجه استفاده از عوامل سفید کننده فلوئورسنت، به علت ایجاد هاله آبی بر روی البسه، رنگ زرد پوشانیده شده(آبی مکمل زرد است) والبسه سفیدتر و درخشانتر به نظر می رسند.

آنزیم ها

آنزیمها مولکولهای پروتئینی می باشند که به دلیل داشتن ماهیت کاتالیکی می توانند بسیاری از لکه های پروتئینی و چربی ونشاسته ای را که در مقابل دترجنتها مقاومند تجزیه نمایند. آنزیمهای مورد مصرف در صنایع شوینده عبارتند از:

• آنزیم پروتئاز: تجزیه لکه های پروتئینی مانندلکه های غذایی شیر، تخم مرغ، گیاهان، خون
• آنزیم لیپاز: تجزیه لکه های چربی
• آنزیم آمیلاز: تجزیه لکه های نشاسته ای مانند مواد قندی
• آنزیم سلولاز: تشکیل میکروفیبریلها (پرزها) روی سطوح پارچه ها در طی عمکرد مکانیکی ماشین، منجر به پخش نور شده وسطح پارچه در نظر بیننده، ظاهری خاکستری پیدا می کند.این بدین معنی است که رنگ پارچه ظاهر تیره ای به خود می گیرد.آنزیم سلولاز با حذف این پرزها از سطوح، وضوح اولیه رنگ را برمی گرداند. علاوه بر این، آنزیم سلولاز قابلیت حذف لکه های خیلی عمیق موجود در الیاف را دارا می باشد.
• برای پایداری آنزیم ها در مایعات به ویژه آنزیم پروتئاز، کارخانه های تولیدکننده معمولا از نمکهای بوریک اسید، دی یا تری ال هاوآلکانول آمینها در فرمولاسیون شوینده های لباس استفاده می کنند.

عوامل ضد نشست

ذرات چرک جدا شده در محلول شستشو می تواند مجدداً بر روی البسه نشست کنند و در طی شستشوهای مکرر ظاهر البسه را خاکستری رنگ وتیره نشان دهد. بعضی ترکیبات از قبیل سدیم کربوکسی متیل سلولزیا پلی آکریلاتهابا اضافه شدن در فرمولاسیون می توانند از نشست مجدد ذرات چرک جدا شده به روی پارچه جلوگیری نمایند.

ممانعت کننده های خوردگی

ترکیباتی هستند که از خوردگی سطوح فلزی ماشین لباس شویی و یا اجزاء فلزی لباس مانند زیپ، گیره(سگک) جلوگیری می کند.سدیم سیلیکات ممانعت کننده خوردگی عمده مورداستفاده در محصولات خانگی است.

اسانس

اسانس ها بر روی بوی محصول نهایی، آب شستشو و اقلام شسته شده اثر می گذارند ومحصول نهایی را در نظر مشتری جذابتر می کنند.

پر کننده ها

پر کننده ها می توانند برای افزایش یا بهبود خواص ریزش، حلالیت، ممانعت از کلوخه شدن، یا بهبود ظاهر محصولات پودری در نظر فروشنده به فرمولاسیون اضافه شوند. متداولترین پر کننده برای محصولات پودری، سولفات سدیم و پر کننده متداول مصرفی در تهیه قالبهای دترجنت تالک و کائولن می باشد. در تهیه قالبهای صابون دترجنت ازمواد سخت و سفت کننده قالب مانند کلسیم کربنات و منیزیم سولفات نیز استفاده می شود.

هیدروتروپها یا عوامل کمک کننده به فرمولاسیون

در مورد مایعات شوینده، هیدروتروپها برای تامین پایداری محصول نهایی در حین انبارش و اطمینان از حلالیت به فرمولاسیون اضافه می شوند.از این دسته مواد می توان به سدیم تولوئن سولفونات و الکلهای با جرم مولکولی پائینتر مانند اتانول و پروپیلن گلیکول اشاره کرد.

ضد کف

تولید کننده ها جهت کاهش کف در حین ساخت مایعات لباسشویی و همچنین در طی چرخه های شستشو در ماشین از ضد کف استفاده می نمایند. در محصولات پودری کاربرد ضد کف فقط جهت کاهش کف در طی چرخه های شستشو در ماشین لباسشویی می باشد.

رنگ

رنگها ی مصرفی در صنایع شوینده، محصول نهایی را در نظر مشتری جذابتر می کنند.

عوامل جلوگیری از انتقال رنگ

پلیمرهایی هستند که باکمپلکس کردن رنگهای محلول (ناشی از البسه رنگی)در طی شستشو، از انتقال آنها به البسه دیگر جلوگیری می نمایند و بدین وسیله ظاهر البسه های رنگی درخشانتر به نظر می رسد. این بدین معناست که رنگ پارچه های رنگی تثبیت می شود.