Меню

Чистящее средство состав силикат натрия

Силикат натрия, применение в промышленности

Силикат натрия — это натриевая соль кремниевой кислоты. Входит в состав пищевых продуктов в качестве эмульгатора как добавка Е550.
Силикат натрия — распространенное в природе вещество.

Силикат натрия известен под названием жидкое стекло.

Является составной частью различных минералов, почв, полевого шпата.

Химическая формула Na2SiO3.

Виды силикатов натрия:

  • Силикат натрия (Sodium Silicate);
  • Мета-силикат натрия (Sodium Metasilicate).

В лабораторных условиях жидкое стекло было в первый раз получено немецким профессором минералогии и химии Непомуком фон Фуксом в 1818 году.

Химико-физические свойства жидкого стекла

Силикат натрия представляет собой порошок белого цвета, не имеет вкуса и запаха.

Жидкое стекло растворимо в холодной воде, образует густой коллоидный раствор. Водные растворы силиката натрия имеют сильную щелочную реакцию. Выпариванием жидкости из раствора силиката натрия получают твердое аморфное вещество. Из перенасыщенного раствора жидкого стекла получают гидрофильный сорбент — силикагель.

Водный густой раствор силиката натрия имеет свойство при нагревании до трехсот градусов увеличивать свой объем в восемь раз.

Производство силиката натрия

На предприятиях жидкое стекло получают в результате химической реакции гидроксида натрия с диоксидом кремния, которая происходит при температуре в 1000 градусов Цельсия. Другие способы получения жидкого стекла состоят в кристаллизации расплавов из стекол или осаждении из газовой фазы и растворов, содержащих силикат натрия.

Где используется жидкое стекло

Силикат натрия применяют во многих сферах производства:

  • как эмульгатор Е550 при изготовлении сыпучих продуктов, таких как сахар-песок, сухие молочные смеси, полуфабрикаты для приготовления теста;
  • как добавку к мылу, стиральным порошкам, другим моющим средствам для снижения слеживания, увеличения объема и пенообразования ;
  • в составе медицинских присыпок;
  • в косметических средствах — пудре, тенях для век, сухих румянах.
  • в металлургической промышленности — для брикетирования металлической мелочи и стружки;
  • в сварочном деле — для электродных обмазок;
  • в металлообрабатывающей промышленности — для закалки и электрорезки металлов;
  • в мыловаренной промышленности — как добавка в мыло и стиральный порошок, для изготовления моющих паст и порошков;
  • в бумажной промышленности — для картонно-бумажной тары;
  • в резиновой промышленности — для получения белой сажи и других целей.

Силикат натрия используют в лакокрасочном и бумажном производстве. Кроме того, из жидкого стекла делают цемент, бетон, многие строительные смеси.

Силикаты натрия — это не что иное, как водный и втоже время щелочной раствор силикатов натрия или жидкое стекло.

Силикат натрия в стиральном порошке

Натрия силикат является заменителем фосфатов в стиральных порошках и служит для смягчения воды. Он значительно повышает эффективность и качество стирки, препятствует отложению солей на внутренних конструкциях стиральных машин. Силикат натрия — защелачивает раствор и способствует удержанию частиц грязи в растворе во взвешенном состоянии

Силикат натрия входит в состав некоторых стиральных порошков.

Вред силиката натрия

Вредное воздействие силиката натрия мы можем ощутить в двух случаях:

  • если пищевая добавка Е550 есть в продуктах питания;
  • если жидкое стекло есть в составе косметических, лекарственных или моющих средств.

Силикат натрия может вызывать аллергические реакции при употреблении внутрь или при взаимодействии с кожей.

В группе риска люди, склонные к аллергии и маленькие дети. В некоторых странах пищевая добавка Е550 запрещена в продуктах питания.
Вредное воздействие на организм жидкого стекла еще недостаточно изучено.

Чтобы минимизировать возможный вред для здоровья, желательно выбирать продукты питания, стиральные порошки и косметику без силиката натрия.

Для стирки детских вещей рекомендуем использовать детский стиральный порошок без химии.

Источник



Роль комплексообразователей в средствах бытовой химии

Комплексообразователи входят в состав большинства чистящих средств. Они позволяют связывать ионы тяжелых и щелочноземельных металлов – кальция, магния, меди, железа, ртути и, главным образом, отвечают за смягчение жесткости воды и за повышение эффективности стирки. Также комплексообразователи предотвращают отложение кальция и магния на деталях стиральной машины, позволяют избежать образования окрашенных налетов на ткани и предотвратить разложение пероксидных компонентов рецептур, которое может быть вызвано ионами металлов.

Также комплексообразователи предотвращают отложение кальция и магния на деталях стиральной машины, позволяют избежать образования окрашенных налетов на ткани и предотвратить разложение пероксидных компонентов рецептур, которое может быть вызвано ионами металлов. Таким образом, комплексообразователи являются высокоэффективными компонентами моющих средств, которые помогают значительно улучшить их очищающую способность. С другой стороны, комплексообразователи, традиционно используемые в бытовой химии, приводят к серьёзным экологическим последствиям и отрицательно сказываются на здоровье человека и состоянии окружающей среды.

До сегодняшнего дня производители средств для стирки использовали в основном традиционные комплексообразователи: фосфаты и цеолиты. Однако как те, так и другие вызывают серьезные опасения с точки зрения безопасности и экологичности их применения. Производство фосфатов связано с опасностью вызвать раковые заболевания, а также повреждение и воспаление легких, повреждение слизистых мембран. При попадании в водоемы, фосфаты вызывают массовое цветение водорослей, что приводит к уменьшению в воде кислорода и гибели многих гидробионтов. В ЕС уже отказались от использования фосфатов в бытовой химии, в России применение фосфатов разрешено до 2020 года. В качестве альтернативы вредоносным фосфатам, мировая гигиеническая наука выбрала следующее направление: замещение фосфатов цеолитами. Известные фирмы «Неnkеl» (Германия) и «P&G» (США) еще в начале 70-х г. разработали рецептуры моющих средств на базе цеолитов. Стиральные порошки на основе цеолитов считаются менее вредными для окружающей среды, однако они плохо выполаскиваются из ткани и могут быть причиной образования желто-бурых подтеков на белье после сушки. В цеолитных рецептурах повышена концентрация ПАВ. Как известно, ПАВ, особенно в повышенных концентрациях, неблагоприятно влияют на гидролипидную мантию кожи. Моющая способность цеолитных порошков ниже нормативных требований. Кроме того, они повреждают ткани и их окраску. Ещё одним недостатком цеолитных порошков является сверхнормативное содержание пыли. Стирают цеолитные порошки значительно хуже своих предшественников, и для улучшения качества стирки те же европейские производители разработали и активно предлагают «умягчители воды и усилители стирки с защитой для стиральных машин», которые более чем на 70% состоят все и тех же вредоносных фосфатов! Одним словом, производители ходят по кругу: им не удалось повысить ни экологичность стирки, ни ее эффективность, ни, тем более, оба эти показателя вместе.

Поиск альтернативы

Современными продуктами, которые без ущерба для окружающей среды сегодня могут заменить указанные выше комплесообразователи, являются силикаты/ метасиликаты натрия, способные в роли компонентов моющих средств решать сразу несколько задач (далее по тексту метасиликаты). Выпускаются метасиликаты в разных формах – порошкообразных и жидких. Мы рассмотрим основной продукт этой серии для синтетических моющих средств – комбинированные гранулы карбоната натрия с силикатами (безводный силикат натрия), который эффективно заменяет в рецептурах триполифосфат натрия. Субстанция представляет собой прозрачные белые гранулы (рН 12,4 -12,8), которые не пылят и не слипаются. Используется как чистящий продукт для пищевой промышленности, а также при автоматической мойке посуды, стирке белья и мойке транспортных средств. Срок хранения при комнатной температуре составляет 1 год.

Гранулы карбоната натрия с силикатами в составе чистящих и моющих средств обладают следующими преимуществами:
— быстро и эффективно связывают ионы кальция и магния (рис.1);
— быстро растворяются даже при низкой температуре с образованием растворимых полисиликатов, давая минимум нерастворимых веществ (рис.2);
— поддерживают щелочность и буферный эффект рецептур;
— снижают образование накипи;
— улучшают перевод загрязнений во взвесь;
— за счет диспергирующих свойств уменьшают потерю белизны белья;
— бережно воздействуют на волокна ткани, снижают истирание, берегут цвет ткани;
— безопасны для окружающей среды, т.к. представляют собой готовый растворимый материал, не вызывают образования слизи в сточных водах, не содержат органических составляющих, экосовместимы, работают при низких температурах (рис. 2);
— экономичны. С продуктом легко работать: он добавляется на последней стадии процесса смешивания.

Рис. 1. Связывание ионов кальция и магния

Рис. 2 Диспергирующая способность гранул карбоната натрия с метасиликатами

Оценка эффективности

Эффективность продукта оценивали в сравнении с цеолитами. Были составлены три опытные рецептуры СМС (рис.3).
С помощью этих рецептур стирали стандартную белую ткань – 3 отреза белой гладкой хлопчатобумажной ткани 8х8 см и три отреза белой гладкой махровой ткани 8х8 см. Жесткость воды составляла 249.2 частей на миллион, СаСО3 (Са/Mg: 3/1). Ткань стирали 6 раз при температуре 60 и 90 °C, полоскали по 3 раза после каждого цикла стирки. Каждую испытываемую рецептуру брали из расчета 5 г/л. После проведения экспериментов оценивали образование налета на ткани, измеряя вес золы после обжига при 800°С. Также оценивали процент потери белизны ΔW , как эффект серого на белой хлопчатобумажной ткани, рассчитанный из зеленого и голубого трихроматического компонента
W= 3b-2a
ΔW = W (перед стиркой) – W (после стирки).

Рис. 3. Рецептуры моющих средств

Результаты экспериментов, представлены на Рис.4
Они показывают, что, по сравнению с цеолитами, силикаты не ухудшают моющую способность СМС и способствуют более длительному сохранению белизны при стирке. Моющая способность средств с гранулами карбоната натрия с силикатами ниже, чем средств с ТПФ, но выше, чем у средств с цеолитами.

Гранулы карбоната натрия с силикатами являются не только экологичной (продукт соответствует требованиям Ecolabel), но и экономически выгодной альтернативой ТПФ.

Таким образом, сегодня актуальным направлением исследований в области бытовой химии является поиск альтернативных комплексообразователей. Карбонат натрия с силикатами – это новый продукт на рынке, который соответствует всем требованиям европейского законодательства и подходит для создания экономичных рецептур, соответствующих «зеленым» требованиям рынка с хорошей моющей способностью, способных стирать при низких температурах. Он подходит для рецептур СМС , предназначенных для стирки белого и цветного белья и бережно относится к белизне и цвету, предотвращая переосаждение загрязнений и образование серого налета на волокнах ткани.

Рис. 4. Сравнительные исследования различных комплексообразователей

Д.Е. Аввакумов, ООО «Элементоорганика», представитель в РФ компании HARKE CleanCare
журнал «Сырье и упаковка для парфюмерии, косметики и бытовой химии»

НОВЫЕ КОМПАНИИ ООО «Реттенмайер Рус»
ООО «Эви Косметик Лаб»
ООО «Эколь»
ООО «Экватор»

ОБЪЯВЛЕНИЯ

Предлагаем со склада в СПб. триггер-курковый распылитель 28/415/280 мм., цвета белый и сине-белый по 0,165 $ от объема
подробнее

ООО «СТК Центурион» является эксклюзивным дистрибьютором производителя «Т.Б.Х.»
подробнее

Предлагаем оптом туалетное мыло в цветной обертке
подробнее

Источник

способ получения гелеобразного чистящего средства

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения чистящего средства в форме геля и может быть использовано для чистки сантехнических изделий, котельного оборудования, бытовых и производственных помещений. Указанный способ заключается в том, что готовят водный раствор, содержащий гипохлорит натрия, н-алкилбензолсульфонат натрия, N-окись амина и силикат натрия, и затем добавляют к раствору соляную кислоту до значения рН 10,9-11,15, причем процесс ведут при 20-40 o С при следующем соотношении компонентов, мас. %: гипохлорит натрия 5-10, н-алкилбензолсульфонат натрия 10-26, N-окись амина 1-2, силикат натрия 4-8, вода до 100. Технический результат — повышение экономичности чистящего средства, содержащего в своем составе гипохлориты щелочных металлов, за счет придания ему гелеобразной формы. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения

1. Способ получения гелеобразного чистящего средства на основе гипохлорита натрия, заключающийся в том, что готовят водный раствор, содержащий гипохлорит натрия, н-алкилбензолсульфонат натрия, N-окись амина и силикат натрия, затем добавляют к раствору соляную кислоту до значения рН 10,9-11,15, причем процесс ведут при 20-40 при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипохлорит натрия 5-10, н-алкилбензолсульфонат натрия 10-26, N-окись амина 1-2, силикат натрия 4-8, вода до 100.

2. Способ по п.1, заключающийся в том, что в состав чистящего средства до наступления времени гелеобразования вводят мелкодисперсную двуокись кремния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения чистящего средства в форме геля и может быть использовано для чистки сантехнических изделий, котельного оборудования, бытовых и производственных помещений.

Известно, что в состав наиболее эффективных технических чистящих и дезинфицирующих средств входят гипохлориты щелочных металлов, представляющие собой сильные окислители. Известно также, что гелеобразные чистящие средства более экономичны по сравнению с жидкими чистящими средствами из-за их меньших производственных потерь. Наиболее распространенными загустителями для чистящих средств служат водорастворимые органические полимеры. При этом эти полимеры, в частности производные целлюлозы, служат и антиресорбционными добавками.

Особенностью чистящих средств на основе гипохлоритов щелочных металлов является их высокая величина рН, поскольку гипохлориты наиболее устойчивы в щелочных средах при рН11 [(1) Химическая энциклопедия, т.3, стр.355, М.: изд-во «БРЭ», 1992; (2) RU 2051958, 1996]. Это не позволяет использовать органические водорастворимые полимеры в качестве загустителей в композициях, содержащих гипохлориты щелочных металлов, так как их водные растворы теряют вязкость из-за разрушения высших структур полимеров в щелочной среде, а молекулы полимеров претерпевают щелочное элиминирование и окислительную деструкцию. Поэтому вязкость композиций, содержащих гипохлориты щелочных металлов, не превышает всего 50 сСт при комнатной температуре [(2) RU 2051958, 1996].

Известны моющие и чистящие средства, в которых щелочная среда обусловлена добавлением в состав силиката щелочных металлов. Так, известно жидкое моющее средство с рН 9,5-10,5, в состав которого входит метасиликат натрия в количестве 5,0-6,6% [(3) RU 2129591, 1999]. Известен способ получения загущенного чистящего средства добавлением в него аморфного силиката щелочного металла, который предварительно пропитывают водой, содержащей органические полимеры [(4) RU 2172769, 2001]. Однако компоненты этих моющих и чистящих средств не позволяют включать в них дополнительно гипохлорит натрия в первом случае из-за низкой величины рН раствора, во втором — из-за того, что в состав композиции входят органические полимеры.

Наиболее близким к заявленному способу является получение моющего средства, содержащего в качестве основных компонентов метасиликат натрия (20-30 мас. %) и гипохлорит натрия. Помимо этого, в состав указанного моющего средства входят гидроксид натрия, тетраборат натрия, бромид калия, фторид натрия, оксифос и вода [(5) SU 1325062 A1, 23.07.1987]. Благодаря включению в состав композиции гидроксида натрия в количестве 2-4%, ее рН составляет не ниже 13,5. Это обеспечивает достаточную стабильность гипохлорита натрия, однако низкая вязкость такой композиции делает ее использование не экономичным.

Целью изобретения является повышение экономичности чистящего средства, содержащего в своем составе гипохлориты щелочных металлов, за счет придания средству гелеобразной формы.

Указанная цель достигается тем, что готовят водный раствор, содержащий гипохлорит натрия, н-алкилбензосульфонат натрия, N-окись амина и силикат натрия, с последующим добавлением к нему соляной кислоты до рН чистящего средства 10,9-11,15. При этом компоненты берут в соотношении, мас.%: гипохлорит натрия 5-10, н-алкилбензосульфонат натрия 10-26, силикат натрия 4-10, N-окись амина 1-2, остальное — вода. Процесс ведут при 20-40 o С. При подкислении средства соляной кислотой до рН 10,9-11,4 чистящее средство из жидкого превращается в жесткий гель благодаря тому, что часть силиката натрия в результате нейтрализации переходит в кремниевую кислоту с ее последующей полимеризацией. Образовавшаяся кремниевая кислота служит не только структурирующим агентом, но также одновременно служит и ресорбционной добавкой, препятствующей обратному осаждению удаленных загрязнений. Для усиления чистящего эффекта к средству добавляют мелкодисперсные добавки, например двуокись кремния. Для ускорения процесса превращения чистящего средства из жидкого в гелеобразное целесообразно вести его при температуре 20-40 o С (таблица 1).

Как следует из таблицы 1, оптимальные значения рН технической композиции, содержащей силикат натрия, которые обеспечивают образование и стабильность геля при одновременной стабильности в ней гипохлорита натрия 11,15 — 10,9. Выше этих значений время образования геля при 20-40 o С слишком велико, что делает процесс приготовления чистящего средства экономически не выгодным.

Повышение же температуры до 60 o С приводит к быстрому разрушению гипохлорита натрия. Ниже рН 10,9 скорость разложения гипохлорита натрия в готовом средстве может составить до 0,1% в сутки, что ограничивает срок годности чистящего средства.

После установления рН композиции 10,9-11,15 в состав композиции помимо гипохлорита натрия могут быть включены разнообразные водорастворимые и водонерастворимые компоненты, обеспечивающие чистящему средству дополнительную эффективность. Общее требование к компонентам — их устойчивость при рН 11-11,5 и к действию гипохлорита натрия.

Необходимым компонентом чистящего средства служит поверхностно-активное вещество (ПАВ), которое адсорбируется на межфазных поверхностях. При получении гелеобразного технического средства, содержащего гипохлорит натрия, в качестве ПАВ использован н-алкилбензосульфонат натрия, поскольку это соединение устойчиво в щелочной среде, не окисляется гипохлоритами щелочных металлов и не требует дополнительных активных добавок. Оптимальное количество ПАВ алкилбензосульфоната натрия 10-26%. Количество ПАВ ниже 10% приводит к необходимости большего расхода средства на единицу загрязненной площади, больше 26% — экономически нецелесообразно.

В качестве усилителя пенообразования используют N-окись амина в количестве 1-2 мас.%.

Наиболее оптимальное количество гипохлорита натрия 5-10%. При этом количестве гипохлорита натрия его потери в составе чистящего средства в процессе длительного хранения минимальны, гарантийный срок хранения чистящего средства — не менее одного года.

Оптимальное количество силиката натрия в составе гелеобразного технического чистящего средства 4-8 мас.%. Ниже 4% резко снижается прочность геля, выше 8% — экономически не целесообразно.

В период времени между приготовлением технического чистящего средства в виде раствора с соответствующим рН и началом гелеобразования вязкость возрастает с 1,25 -1,50 сСт до 55-70 сСт (таблица 2). После образования геля система полностью теряет текучесть.

Плавное повышение вязкости композиции вплоть до наступления времени гелеобразования (таблица 2) позволяет дополнительно вводить в состав композиции в случае необходимости нерастворимые в воде мелкодисперсные добавки, позволяющие усилить чистящий эффект. К моменту гелеобразования такие добавки находятся во взвешенном состоянии и остаются равномерно распределенными по всему объему. К числу таких добавок относится мелкодисперсная двуокись кремния, которая может быть включена в количестве 25-60 г на 100 мл жидкости.

Техническое чистящее средство в форме геля, содержащее мелкодисперсную двуокись кремния, расчитано на очистку от жестких загрязнений, без двуокиси кремния — на очистку от полужидких веществ.

Способ получения технических чистящих средств в форме геля иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Готовят водный раствор, содержащий 5% гипохлорита натрия, 18% н-алкилбензосульфоната натрия, 1% N-окиси амина, 5% силиката натрия, титруют соляной кислотой до рН 10,9, перемешивают и оставляют до полного гелеобразования.

Пример 2. Аналогично примеру 1 водный раствор, содержащий 10% гипохлорита натрия, 26% н-алкилбензосульфоната натрия, 2% N-окиси амина, 10% силиката натрия, титруют соляной кислотой до рН 11,05, перемешивают и оставляют до полного гелеобразования.

Пример 3. Аналогично примеру 1 готовят 100 мл водного раствора, содержащего 7% гипохлорита натрия, 10% н-алкилбензосульфоната натрия, 4% силиката натрия, 2% N-окиси амина, раствор титруют соляной кислотой до рН 11,10, перемешивают, выдерживают 15 часов при 20 o С, добавляют 25 г мелкодисперсной двуокиси кремния, перемешивают и выдерживают до полного гелеобразования.

Пример 4. Аналогично примеру 3 100 мл водного раствора, содержащего 10% гипохлорита натрия, 15% н-алкилбензосульфоната натрия, 8% силиката натрия, 2% N-окиси амина, титруют соляной кислотой до рН 11,15, выдерживают 15 часов при 40 o С, добавляют 60 г мелкодисперсной двуокиси кремния, перемешивают и выдерживают до полного гелеобразования.

Сравнительная оценка экономичности технического чистящего средства в форме геля и жидкого чистящего средства того же состава, но не оттитрованного соляной кислотой до рН 10,9-11,15, показывает, что непроизводственные потери гелеобразующего средства на 1-1,5 порядка ниже, чем жидкого при использовании их в одних и тех же условиях. Кроме того, жидкое чистящее средство мало эффективно для борьбы с жесткими загрязнениями, в этом случае разница в технологической эффективности составляет уже несколько порядков.

Источник

Читайте также:  Как получить дубликат свидетельства транспортного средства

ЗОЖ — это правильно © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом!

Классы МПК: C11D3/395 отбеливающие агенты
C11D11/00 Особые способы получения составов, содержащих смеси моющих средств
C11D17/00 Моющие средства или мыло, характеризуемые формой или физическими свойствами
C11D1/83 смеси неионных соединений с анионными
C11D3/08 силикаты
Автор(ы): Замаев И.А. , Замаев Х.А.
Патентообладатель(и): Замаев Ильяс Амсудинович,
Замаев Хизар Амсудинович
Приоритеты: