Синтетические поверхностно-активные вещества
В поверхностных водах СПАВ находятся в растворенном и сорбированном состоянии, а также в поверхностной пленке воды водного объекта.
В слабозагрязненных поверхностных водах концентрация СПАВ колеблется обычно в пределах тысячных и сотых долей миллиграмма в 1 дм3. В зонах загрязнения водных объектов концентрация повышается до десятых долей миллиграмма, вблизи источников загрязнения может достигать нескольких миллиграммов в 1 дм3.
2.Применение СПАВ
Детергенты широко используются в различных отраслях народного хозяйства. Мировое производство еще в 1998 г. превышало 10 млн. т в год.
Применение СПАВ в технике оправдано тем, что даже в небольших количествах, образуя на поверхности твердых тел и жидкостей мономолекулярный слой, они могут резко изменить условия и технологический процесс, повышая качество различных материалов: тканей, синтетических волокон, резин, пластика, бетона и др.
Основными потребителями СПАВ является текстильная промышленность, много их идет на бытовые нужды.
В производстве стройматериалов они используются как связующий материал, замедлитель при производстве алебастра.
В медицине смачивающая способность обусловила применение их в косметических композициях, эмульгирующие и солюбилизирующие способности - в фармацевтической промышленности для приготовления водных экстрактов, эмульсий, оснований для мазей.
Широко применяются в кожевенной, меховой и бумажной промышленности в качестве компонентов моющих средств, для обеззараживания.
В сельском хозяйстве СПАВ нашли применение в качестве стимуляторов роста животных и растений, инсектицидных, гербицидных и фунгицидных опрыскиваний, а также для улучшения физических свойств удобрений.
В пищевой промышленности используются для замедления черствения хлебо-булочных изделий, для улучшения физических свойств кондитерских изделий и молочных продуктов.
В нефтяной промышленности употребляются при бурении скважин, диэмульгировании сырой нефти, при операциях по ее очистке и транспортировке.
В индустрии СПАВ используются при обогащении руд, бурении нефтяных и газовых скважин, получении полимеров, разделении химических продуктов, борьбе с коррозией.
ПАВ все больше усовершенствуются, есть так званые неионогенные ПАВ, биоразлагаемость которых достигает 100%. Они более эффективны при низких температурах, что важно для щадящих режимов стирки. Поскольку многие искусственные волокна не выдерживают высоких температур. К тому же стирка в более холодной воде экономит энергоресурсы, что актуальнее с каждым днем.
К сожалению, большинство неионогенных ПАВ жидкие или пастообразные, и поэтому используются в жидких и пастообразных моющих средствах. В порошкообразные СМС неионогенные ПАВ вводятся в виде добавок 2-6%мас. Важные преимущества синтетических ПАВ в том, что они не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния.
А значит, одинаково хорошо стирают как в мягкой, так и в жесткой вод. Концентрация синтетических моющих веществ даже в мягкой воде может быть гораздо ниже, чем мыла, полученного из натуральных жиров.
Наверное, из продуктов бытовой химии нам известны более всего синтетические моющие средства. В 1970 году впервые во всем мире синтетических моющих средств (СМС) было произведено больше, чем обычного натурального мыла.
С каждым годом производство его все снижается, тогда как выпуск СМС непрерывно возрастает.
Почему же так падает производство натурального, ядрового, мыла, которое верой и правдой служило человеку долгие годы? Оказывается, у него много недостатков.
Во-первых, мыло, будучи солью слабой органической кислоты (точнее, солью, образованной смесью трех кислот— пальмитиновой, маргариновой и стеариновой) и сильного основания — едкого натра, в воде гидролизуется (т. е. расщепляется ею) на кислоту и щелочь.
Кислота вступает в реакцию с солями жесткости и образует новые, уже нерастворимые в воде соли, которые выпадают в виде клейкой белой массы на одежду, волосы и т. д.
Это не очень приятное явление хорошо известно всем, кто пытался стирать или мыться в жесткой воде.
Другой продукт гидролиза — щелочь — разрушает кожу (обезжиривает ее, приводит к сухости и образованию болезненных трещин) и снижает прочность волокон, из которых состоят различные ткани.
Полиамидные же волокна (капрон, нейлон, перлон).разрушаются мылом особенно интенсивно.
Во-вторых, мыло — относительно дорогой продукт, так как для его производства необходимо пищевое сырье — растительные или животные жиры. Есть и другие, менее значительные недостатки у этого до недавнего времени совершенно незаменимого в быту вещества.
В отличие от натурального мыла синтетические моющие средства обладают несомненными достоинствами: большей моющей способностью, гигиеничностью и экономичностью.
На международном рынке известно сейчас около 500 наименований синтетических моющих средств, выпускаемых в виде порошков, гранул, чешуек, паст, жидкостей.
Производство СМС дает большой народнохозяйственный эффект. Эксперименты показали, что одна тонна синтетических моющих средств заменяет 1,8 тонны 40°/о-ного хозяйственного мыла, производимого из ценного пищевого сырья.
Подсчитано, что одна тонна СМС экономит для пищевой промышленности 750 кг растительных жиров.
Применение СМС в домашнем хозяйстве позволяет сократить затраты труда при ручной и машинной стирке на 15—20 %.
При этом гораздо лучше, чем при использовании обычного хозяйственного мыла, сохраняются прочность и первоначальные потребительские свойства ткани (белизна, яркость цвета, эластичность).
Нужно сказать, что СМС предназначены не только для стирки белья. Есть специальные средства для мытья и чистки различных предметов домашнего обихода, туалетные синтетические мыла, средства для мытья волос—шампуни, пеномоющие добавки для ванн, в которые вводятся биостимуляторы, оказывающие тонизирующее воздействие на организм.
Главным компонентом всех названных средств является синтетическое поверхностно-активное вещество (ПАВ), роль которого та же, что и органической соли в обыкновенном мыле.
Однако химикам давно уже известно, что индивидуальное вещество, каким бы универсальным оно ни было, не может удовлетворять всем предъявляемым к нему требованиям.
Небольшие же добавки других, сопутствующих веществ помогают обнаружить у этого основного вещества весьма полезные качества.
Вот почему все современные СМС представляют собой не индивидуальные ПАВы, а композиции, в которые могут входить отбеливатели, отдушки, регуляторы пены, биологически активные вещества и другие компоненты.
Вторым по значимости компонентом современных синтетических моющих средств являются конденсированные, или полимерные, фосфаты (полифосфаты).
Эти вещества обладают рядом полезных свойств: они образуют с имеющимися в воде ионами металлов водорастворимые комплексы, чем предупреждают возможность появления нерастворимых минеральных солей, возникающих при стирке обычным мылом; увеличивают моющую активность ПАВа; предотвращают обратное оседание взвешенных частиц грязи на отстиранную поверхность; дешевы в производстве.