CHIMICA
DELLA
DETERGENZA
1
Indice degli argomenti
La solubilità
Cenni di chimica organica dei tensioattivi
Quali sono le fasi del lavaggio
Quali sono i fattori che influenzano il lavaggio:
detergente, substrato, ambiente, temperatura
Cos’è un detergente: qual è la sua
composizione chimica e qual è la funzione dei
suoi componenti
Quali sono le tipologie dei tessuti ( bianchi
colorati, tipi di fibre)
Quali sono i tipi di macchie
Effetto dell’ambiente: durezza dell’acqua
Corrosione esterna degli apparecchi.
2
LE SOLUZIONI: la solubilità
(N.B. = si considerano solo solventi liquidi!)
KMnO4 si
scioglie in
H2O
I2 si
scioglie in
CCl4
H2O + CCl4
1) EFFETTO DELLA STRUTTURA SULLA SOLUBILITA’
SOLUZIONI: “simile scioglie simile”
Solventi polari
Esempio: H2O
es: H2O + CH3OH
Il metanolo è solubile
in acqua
L’acqua può partecipare a legami determinati :
4da interazioni dipolo-dipolo indotto (es. gas atmosferici)
4da interazioni dipolo-dipolo
4da interazioni ione-dipolo (composti ionici)
4da legami a H (è un fattore primario per sciogliere composti organici)
interazioni ione-dipolo
E’ richiesta molta energia per separare ioni Na+ e Cl-, ma
essi possono formare legami relativamente forti con i dipoli
di H2O (“compensando” così l’energia fornita)
Solventi non polari
Esempio: CCl4
Il solvente (CCl4) e il soluto (I2) sono legati da forze di
dispersione relativamente deboli e di entità confrontabile: si
possono quindi instaurare forze di attrazione tra le molecole di
entrambi.
2) EFFETTO DELLA TEMPERATURA SULLA SOLUBILITA’
•La maggior parte dei solidi ionici e molecolari è più solubile
all’aumentare della temperatura
•I gas generalmente diventano meno solubili all’aumentare della
temperatura
3) EFFETTO DELLA PRESSIONE SULLA SOLUBILITA’
A temperatura costante, la solubilità di un gas in un liquido è
direttamente proporzionale alla pressione parziale esercitata dal gas
sulla soluzione.
In altre parole, se aumentiamo la pressione del gas, aumenterà la sua
solubilità nel liquido
Legge di Henry
Sgas = KH x Pgas
KH costante di Henry
La soluzione (solvente + soluto) è in grado di condurre
corrente elettrica?
La corrente elettrica è un flusso di cariche elettriche, per
cui può essere condotta solo da soluzioni contenenti ioni:
SOLUZIONI ELETTROLITICHE
elettroliti forti
il soluto è presente tutto
sotto forma di ioni
elettroliti deboli
il soluto è ionizzato in modo
incompleto (presenza di
molecole indissociate)
Previsione della conducibilità elettrica di soluzioni - ioni
•NaCl: sale tenuto insieme da forti
interazioni
elettrostatiche
(legame ionico)
•si formano interazioni ione-dipolo
con le molecole di H2O
•l’energia impiegata per vincere le
interazioni
elettrostatiche
è
“compensata “ dall’energia liberata
dall’instaurarsi di interazioni ionedipolo
•attorno a ogni ione si associano
molecole di H2O (ioni idrati)
•gli ioni idrati non riescono a
ricostituire il solido
•la corrente elettrica può essere
condotta
Previsione della conducibilità elettrica di soluzioni-molecole
•Saccarosio:
solido
molecolare
insieme da legami a H
•si formano legami a H con le
molecole di H2O
•l’energia impiegata per vincere i
legami a H nel saccarosio è
“compensata “ dall’energia liberata
dalla formazione di legami a H tra
H2O e saccarosio
•le molecole di saccarosio restano
intatte, quindi la corrente elettrica
non può essere condotta
singole molecole di
tenuto
saccarosio
SOLUBILITA’ DEI COMPOSTI IONICI
composto ionico
insolubile
composto ionico
poco solubile
composto ionico
solubile
a temperatura ambiente (25°C)
ALCUNI ESEMPI DI COMPOSTI SOLUBILI/INSOLUBILI
Composti solubili
•composti degli elementi del gruppo I
•composti dell’ammonio
•cloruri, bromuri, ioduri, eccetto quelli di Ag+, Hg22+, Pb2+
•nitrati, acetati, clorati, perclorati
•solfati, eccetto quelli di Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+, Hg22+, Ag+
Composti insolubili
•carbonati, cromati, ossalati, fosfati, eccetto quelli degli
elementi del gruppo I e dell’ammonio
•solfuri, eccetto quelli degli elementi dei gruppi I e II e
dell’ammonio
•idrossidi e ossidi, eccetto quelli degli elementi dei gruppi I e
II
Acqua e olio non sono miscibili.
Perché?
•
14
Cenni di chimica organica dei tensioattivi
Principali elementi contenuti nei composti organici
CARBONIO: è un elemento del quarto gruppo, quindi:
La catene possono essere
lineari o ramificate o
cicliche
Gli acidi grassi sono composti organici costituiti da catene
contenenti da 16 a 26 atomi di carbonio
•Acidi grassi si dissociano e formano Sali (di potassio e di sodio)
•che in acqua formano micelle
O
ONa
Stearato di sodio
Ottadecanoato di sodio
Non
polare
polare
O
–
CH3(CH2)16CO Na+
Reazione di saponificazione
Struttura di una micella
Acqua e olio non sono miscibili.
Perché?
•
24
La durezza dell’acqua
Già in tempi antichi era stato notato che alcune acque avevano la
proprietà di sciogliere male il sapone e di non essere adatte alla
cottura dei legumi.
A metà del 1700 venne scoperto che tali proprietà erano causate
dai sali di calcio e magnesio contenuti nell’acqua: le acque ricche di
tali sali vennero chiamate acque crude o acque dure.
La durezza dell'acqua è il contenuto di sali,
in particolare bicarbonati di calcio,
bicarbonati di magnesio.
I bicarbonati di calcio e magnesio, Ca(HCO3)2 e Mg(HCO3)2 a temperatura
ambiente, sono solubili in acqua ma, a temperature elevate, precipitano
formando incrostazioni che comunemente vengono chiamate calcare.
La durezza dovuta a questi sali di Ca e Mg è detta TEMPORANEA, perchè è
eliminabile con l'ebollizione. La durezza dovuta invece agli altri sali, eliminabile
solo tramite processi di addolcimento, è detta PERMANENTE.
La somma delle due è la DUREZZA TOTALE.
La durezza dell'acqua viene misurata in gradi francesi (°F) o tedeschi (°D).
La durezza dell'acqua viene misurata in gradi
francesi (°F) o tedeschi (°D).
In pratica la durezza di un’acqua è definita come la somma del contenuto di Ca e Mg,
espressi come carbonato di calcio o, in alternativa, come ossido di calcio; nel primo caso, 10
mg/l di CaCO3 corrispondono ad 1 grado di durezza francese, nel secondo 10 mg/l di CaO
corrispondono ad 1 grado tedesco.
Naturalmente le due unità di misura sono in diretto rapporto
1 grado di durezza francese (°F)
uguale a
0,56 gradi di durezza tedesca (°D)
Classificazione delle acque in base alla loro
durezza
• In genere, le acque vengono classificate in
base alla loro durezza come segue
• fino a 7 °f: molto dolci
• da 7 °f a 14 °f: dolci
• da 14 °f a 22 °f: mediamente dure
• da 22 °f a 32 °f: discretamente dure
• da 32 °f a 54 °f: dure
• oltre 54 °f: molto dure
Classificazione delle acque in base
alla loro durezza
DUREZZA IN GRADI FRANCESI
DELL’ACQUA NELLE REGIONI ITALIANE
Friuli Venezia Giulia, Sardegna, Umbria QUASI DOLCE
Da 0 a 15 °F
Piemonte, Valle d’Aosta, Liguria, Trentino, Veneto, Abruzzo,
Molise, Campania, Puglia, Basilicata.
MEDIAMENTE DURA
Da 15 a 30 °F
Lombardia, Toscana, Lazio, Calabria, Sicilia
DURA
Da 30 a 40 °F
Emilia Romagna, Marche
MOLTO DURA
Oltre 40 °F
Effetto durezza dell’acqua
Effetto durezza dell’acqua
Le incrostazioni di calcare rappresentano un forte isolante
che rallenta, diminuisce o, addirittura, impedisce lo scambio
del calore., Lla formazione di incrostazioni rimpicciolisce le
sezioni dei tubi e determina un'erogazione sempre più ridotta
a scapito della richiesta di acqua della lavastoviglie. Le
pompe incrostate nelle palette e sull'asse devono compiere
uno sforzo maggiore per vincere il maggior peso e attrito,
con rischi di rotture. Inoltre il calcare che aderisce alle
superfici di plastica, plastificate o di acciaio inox , costituisce
un ricettacolo per lo sporco che la normale dose di
detergente non riesce a rimuovere completamente. Tutti i
detergenti per lavastoviglie contengono sequestranti che
sono in grado di eliminare gli inconvenienti dovuti alla
durezza dell'acqua. Purtroppo esistono acque che possono
raggiungere una durezza superiore a 40 - 45 GF; in questo
caso, è consigliabile trattare l'acqua con un addolcitore.
Effetto durezza dell’acqua
•
Un’acqua dura influisce negativamente sui processi
di lavaggio: infatti le molecole che costituiscono il
detergente si combinano con gli ioni calcio, formando
composti insolubili che, oltre a far aumentare il
quantitativo di detergente necessario.
•
Nei tessuti: si depositano dei tessuti facendole
infeltrire. Nelle stoviglie lasciano depositi biancastri che
rendono necessari.
•
Per indumenti l’acqua dolce permette di non avere
infeltrimento e qdi evita l’utilizzo di ammorbidente e
l’utilizzo di una minore quantità di detersivo con
diminuzione uso fosfati
•
Per stoviglie evita l’utilizzo del brillantante.
• Le istruzioni sulle etichetta dei contenitori
forniscono ai consumatori le dosi corrette da
utilizzare, anche in funzione della durezza
dell'acqua.
• Per poter seguire queste istruzioni è necessario
conoscere il grado di durezza dell'acqua di cui si
dispone.
Determinazione durezza
dell’acqua
•
Metodo complessometrico
•
La misura della durezza viene fatta in modo preciso titolando il
campione di acqua con una soluzione di acido etilendiamminotetraacetico
(EDTA) a concentrazione esattamente nota in presenza di nero eriocromo T
(NET), un indicatore che forma un complesso di colore rosa con gli ioni di
calcio e magnesio.
l'EDTA forma con gli ioni calcio e magnesio un complesso molto
stabile e molto più stabile di quello formato dal NTE. .
Quando tutti gli ioni di calcio e magnesio risultano complessati
dall'EDTA, il nero eriocromo T vira da rosa a blu scuro
•
•
•
•
•
•
Lo schema delle reazioni è il seguente
– Ca2+ + NET --> [Ca-NET]2+ (rosa)
– [Ca-NET]2+ + EDTA --> [Ca-EDTA]2+ + NET (blu scuro)
lo ione magnesio (Mg2+) si comporta allo stesso modo.
.
Come diminuire il grado di durezza
dell’acqua?
resine a scambio
ionico
Osmosi inversa
COSA E’ UN ADDOLCITORE?
Un addolcitore è uno strumento atto ad addolcire l'acqua, ovvero a diminuirne la
durezza.
La maggior parte degli addolcitori sfrutta lo scambio degli ioni di calcio e magnesio con
ioni di sodio facendo fluire l'acqua da addolcire su un letto di resina a scambio ionico.
Tale resina è spesso un polimero di stirene e divinilbenzene che reca dei gruppi
solfonato SO3- sulla propria struttura. I gruppi solfonato sono legati a ioni di sodio Na+
che vengono scambiati con gli ioni calcio e magnesio presenti nell'acqua. Tali resine
vengono successivamente rigenerate per trattamento con salamoia (ovvero acqua salata
per cloruro di sodio) concentrata, che ripristina gli ioni sodio sulla superficie della resina.
Come funziona
Il cuore dell'impianto é composto da un cilindro
contenente delle speciali resine impregnate di ioni di
sodio (sale).
Queste resine reagiscono al passaggio dell'acqua,
trattengono gli ioni di calcio e magnesio presenti
nell'acqua dura attraverso uno scambio chimico che
scambia ioni sodio.
Col passare del tempo il sale si esaurisce e le resine
non hanno più modo di effettuare lo scambio chimico.
E' questo il momento di rigenerarle.
Questa operazione si effettua facendo scorrere una
soluzione molto concentrata di acqua e sale attraverso
le resine, in questo modo gli ioni di sodio vanno a
sostituire gli ioni di calcio e magnesio che vengono
trasportati dall'acqua fino allo scarico.
A questo punto le resine rigenerate hanno di nuovo la
capacità di produrre acqua dolce.
Cos’è l’osmosi
E’ il flusso di un solvente attraverso una membrana da una soluzione più
concentrata, ad una meno concentrata
La pressione osmotica è la pressione occorrente per porre fine al flusso
netto del solvente attraverso una membrana semipermeabile.
Esempio di pressione osmotica
Il sangue è una soluzione isotonica perché la concentrazione dei
sali è simile a quella all’interno delle cellule, ad esempio i globuli
rossi
Soluzione
isotonica
rispetto alla
cellula
Soluzione
ipertonica
Soluzione
ipotonica
PRESSIONE OSMOTICA π
L'osmosi inversa è il processo in cui si forza il passaggio delle molecole di
solvente dalla soluzione più concentrata alla soluzione meno concentrata
ottenuto applicando alla soluzione più concentrata una pressione maggiore
della pressione osmotica. In pratica, l'osmosi inversa viene realizzata con
una membrana che trattiene il soluto da una parte impedendone il passaggio
e permette di ricavare il solvente puro dall'altra. Questo fenomeno non è
spontaneo e richiede il compimento di un lavoro meccanico pari a quello
necessario per annullare l'effetto della pressione osmotica.
membrane semipermeabili
(permeabili a H2O e
impermeabili a NaCl)
• La tecnica dell’osmosi inversa può essere
riassunta in stadi:
Scegliere
una
membrana
semipermeabile in grado di far passare
solo le molecole del solvente.
Pretrattare mediante filtraggio il
solvente in modo da eliminare quelle
particelle che possono recare danno alle
membrane .
Esercitare una pressione (opposta
in direzione e maggiore in modulo di π)
sulla soluzione più concentrata in modo
che le molecole fluiscano dalla soluzione
più
concentrata
a
quella
meno
concentrata, invertendo così il processo
spontaneo di osmosi.
Dall’acqua salata all’acqua dolce: come avviene
l’osmosi inversa.
• La tecnica dell’osmosi inversa
viene utilizzata maggiormente per
la depurazione delle acque:
• Solvente puro: acqua
• Soluzione: soluzione acquosa
contenente impurità (sali, ioni di
metalli pesanti, composti organici,
virus, batteri...)
• Cosa sono gli "stadi" in un sistema ad osmosi inversa?
• La membrana é il cuore del sistema e ha bisogno di essere
protetta.
Per questo esistono i pre-filtri che effettuano una prima pulizia
dell'acqua prima che arrivi alla membrana.
Ogni passaggio in cui l'acqua viene filtrata é chiamato stadio:
• Primo stadio - Filtro in cotone fino a 5 micron
Per rimuovere residui come sporcizia, sabbia e ruggine.
• Secondo stadio - Filtro a carboni
E' usato per rimuovere il cloro, alcuni metalli pesanti e altri
contaminanti.
• Terzo stadio - La membrana
Come già menzionato questo é il cuore del sistema che riesce a
trattenere il 92-98% di tutte le particelle solide disciolte nell'acqua.
Per fare questo é di fondamentale importanza la qualità della
membrana.
Cosa sono gli "stadi" in un
sistema ad osmosi inversa?
La membrana é il cuore del
sistema e ha bisogno di essere
protetta.
Per questo esistono i pre-filtri che
effettuano una prima pulizia
dell'acqua prima che arrivi alla
membrana.
Ogni passaggio in cui l'acqua
viene filtrata é chiamato stadio:
Primo stadio - Filtro in cotone fino
a 5 micron
Per rimuovere residui come
sporcizia, sabbia e ruggine.
.
Secondo stadio - Filtro a carboni
E' usato per rimuovere il cloro, alcuni metalli pesanti e altri contaminanti.
Terzo stadio - La membrana
Come già menzionato questo é il cuore del sistema che riesce a trattenere il 92-98% di tutte le particelle
solide disciolte nell'acqua.
Per fare questo é di fondamentale importanza la qualità della membrana.
Percentuale della riduzione delle sostanze mediante un impianto ad osmosi
inversa:
Elemento
Percentuale di riduzione
Elemento
Percentuale di riduzione
Calcio
Sodio
93-98%
92-98%
Piombo
Uranio
95-98%
93-98%
Magnesio
Potassio
93-98%
92-96%
Bromuro
Silicato
90-95%
92-95%
Manganese
96-98%
Cloruro
92-95%
Ferro
96-98%
Nitrato
85-95%
Alluminio
96-98%
Fosfato
95-98%
Rame
96-98%
Solfato
96-98%
Nickel
96-98%
Iposolfito
96-98%
Cadmio
93-97%
Fluoruro
92-95%
Argento
93-96%
Polifosfato
96-98%
Zinco
96-98%
Ortofosfato
96-98%
Mercurio
94-97%
Cromato
85-95%
Ammonio
80-90%
Radioattività
93-97%
Selenio
93-98%
Durezza totale
93-97%
Silice
80-90%
Durezza carbonatica
90-95%
Stronzio
96-98%
Batteri
99+
Cianuro
85-95%
Parti in sospensione
90-96%
I dati sono indicativi e possono variare a seconda della pressione, temperatura, e contenuto salino
dell’ acqua di alimento.
E’ sicura anche dal
punto di vista
batteriologico, infatti la
membrana osmotica
riesce a trattenere le
particelle con dimensioni
superiori a 0,005 micron
(un micron corrisponde
ad un millesimo di
millimetro).
Si vengono cosi ad
eliminare il 99,99% dei
batteri e il 98,00% dei
virus.
• Dal punto di vista industriale i processi di osmosi
utilizzano strutture base per il filtraggio chiamate moduli
(modules); con questo termine si comprende:
–
–
–
–
Involucro esterno e guarnizioni
membrane
struttura di supporto delle membrane resistente alla pressione.
canale di alimentazione della soluzione e di uscita del prodotto
depurato e del prodotto di scarto
• I principali tipi di modulo sono:
– tubolare
– fibra cava
– spirale avvolta
Modulo
• Materiali: per quanto riguarda il trattamento delle acque le membrane sono
solitamente di tipo organico:
– Polipropilene
– Acetato di cellulosa (CTA)
– Poliammidi aromatiche (TFC)
– Fibre cave di Nylon
• In tabella vengono riassunte le principali caratteristiche dell’osmosi inversa:
Processo
Pressione
applicata
Separazione
Larghezza
pori
Osmosi
inversa
Pressione
idrostatica
Permeabilità
selettiva
<2nm
Typical
operating
range
(µm)
0,00010,001
Permeabilità
Impurità
Acqua,
molecole e
ioni molto
piccoli
Molecole
molto
piccole,
coloranti,
sali di calcio
e di
magnesio,
solfati,
carbonati,
nitrati, sodio
e ioni
Tale processo rappresenta la più fine tecnica di filtrazione dell'acqua, in quanto non consiste
semplicemente in un ostacolo fisico (determinato dalle dimensioni dei pori) al passaggio delle
molecole, ma sfrutta la diversa affinità chimica delle specie con la membrana, permettendo infatti
il passaggio delle molecole idrofile (o water-like), cioè chimicamente simili all'acqua (es. gli alcool
a catena corta). Dal punto di vista impiantistico il metodo sfrutta il principio della filtrazione
tangenziale, come anche altre tecniche separative mediante membrane quali la microfiltrazione,
l'ultrafiltrazione e la nanofiltrazione. L'osmosi inversa è utilizzata nel trattamento dell'acqua, sia
per la desalinizzazione, sia per la rimozione di tracce di fosfati, calcio e metalli pesanti, nonché
pesticidi, materiali radioattivi e di quasi tutte le molecole inquinanti.
Nel processo di osmosi inversa vengono usate membrane composite di sottili pellicole (TFC o
TFM, Thin Film Composite Membrane). Queste membrane sono semipermeabili e fabbricate
principalmente per l'uso nella depurazione delle acque o in sistemi di desalinizzazione. Hanno
anche utilizzi in applicazioni chimiche come le batterie e le pile a combustibile. In sostanza un
materiale TFC è un setaccio molecolare costruito nella forma di una pellicola di due o più
materiali stratificati.
Le membrane usate nell'osmosi sono generalmente fatte in poliammide, scelta principalmente
per la sua permeabilità all'acqua e la relativa impermeabilità alle varie impurità disciolte, inclusi
gli ioni salini e altre piccole molecole che non possono venire filtrate.
ANTICALCARE
MAGNETICO:
funziona
davvero????
Detergenti
Definizione di detergente
Un detergente è composto da una miscela di
sostanze chimiche in polvere o liquide che
servono per rimuovere lo sporco da una
superficie. ...
Quali sono le fasi chimicofisiche del lavaggio?
La detergenza è un
processo chimico
fisico suddiviso in
7 fasi
Variabili:
Tipo di sporco
Tipo di substrato
FASE 1
bagnare
le molecole non desiderate ( lo sporco) e le superfici
da pulire
( tessuti per lavatrice e stoviglie per lavastoviglie)
…… concetto di bagnabilità……..
FASE 2
deadsorbire
lo sporco dalle diverse superfici,
emulsionandole se oleose
mantene
rle
in
sospensi
one
acquosa
(
formand
o
micelle)
FASE 3
FASE 4
effettuare reazioni (bio) chimiche, a bassa
temperatura, per ossidare le molecole
recalcitranti ( sostanze colorate)
e distruggere i substrati proteici ed i grassi, per
ottenere molecole più piccole e più facilmente
eliminabili
.
FASE 5
addolcire l'acqua, riducendo la concentrazione in
soluzione dei cationi dei metalli alcalino terrosi che
rendono inefficaci i tensioattivi presenti nel detergente,
mediante complessazioni, scambio ionico e formazione di
sali insolubili, e mantenere un pH ottimale
.
FASE 6
dare agli oggetti puliti proprietà accettabili di odore, colore
e di tatto
FASE 7
evitare la corrosione degli elettrodomestici
Favorire la scorrevolezza delle polveri e l'omogeneità dei
liquidi nei formulati finali.
I Detergenti
•
I detergenti sono formulati costituiti da miscugli di
tensioattivi e di additivi che aiutano la detergenza.
•
Le miscele hanno un potere detergente superiore a
quello che si può avere dalla somma delle singole
sostanze detergenti.
Effetto sinergico potenziato.
Ingredienti di un
detergente
E' possibile individuare
detergente:
gli ingredienti coinvolti
direttamente ed indirettamente
nell' eliminazione e distruzione
dello sporco: tensioattivi,
antirideponenti, agento
sbiancanti – ossidanti e relativi
attivatori, abrasivi, enzimi,
agenti anticalcare e agenti
complessanti per sequestrare
gli ioni metallici e agenti per il
controllo deol ph
tre classi di ingredienti di un
gli ingredienti che hanno
la funzione di migliorare
l'aspetto delle superfici
pulite:
Azzurranto ottici,
fragranze, profumi,
ammorbidenti e agenti
protettivi dei colori
gli ingredienti
complementari utili per
l'operazione di lavaggio
come cariche ( solidi
inerti o solventi),
coloranti ( per
identificare il prodotto),
inibitori di corrosione,
conservanti, agenti per il
controllo della schiuma.
Componenti di un detergente
Tensioattivi
Alcali
“Builder”
(sequestranti di durezza)
Sbiancanti
Enzimi
Additivi
Componenti e funzioni
Componenti
Fosfati
Silicati
Zeoliti
Citrati
Fosfonati
Soda =Carbonato di sodio
Tensioattivi anionici
“Builder”
(sequestranti di durezza)
Ipoclorito di sodio
Percarbonato di sodio Perossido di idrogeno
Lipasi
Amilasi
Proteasi
Cellulasi
Anti-scoloranti
Sbiancanti ottici
Anti-ingrigimento
Essenze profumate
Builder (colonna dorsale dei
detersivi)
Alcali
Azione saponificante, emulsiona lo
sporco
Tensioattivi
Legano lo sporco e lo tengono in
sospensione
Tensioattivi anfoteri
Tensioattivi non ionici Tensioattivi cationici
Perborato di sodio
Funzioni
Sbiancanti
Rimuovono macchie colorate
e tenaci mediante ossidazione
Enzimi
Neutralizzano lo sporco
degradandolo/frazionandolo
Additivi
Sostanze ausiliarie
COMPOSITION OF A DETERGENT
a) a surfactant (detergent) (8-18%)
b) a builder (20-45%) e.g. phosphates or zeolites
c) a bleach (15-30%) e.g. sodium perborate
d) a fluorescer - 'whiter than white' (0.1%)
e) a filler (5-45%) e.g. sodium sulphate
It also contains 4-20% water and may contain up to 0.75%
enzyme.
Esempio di formulazione
•
•
Schede dati degli ingredienti
AQUA SODIUM
DODECYLBENZENESULFON
ATE SODIUM CITRATE
SODIUM PALM KERNELATE
C12-14 PARETH-7 SODIUM
LAURETH SULFATE
ALCOHOL DENAT. C14-15
PARETH-4 MEA-BORATE
SULFATED ETHOXYLATED
HEXAMETHYLENEDIAMINE
QUATERNIZED PROPYLENE
GLYCOL AQUA
HYDROGENATED CASTOR
OIL PARFUM PROTEASE
SODIUM
DIETHYLENETRIAMINE
PENTAMETHYLENE
PHOSPHONATE
POLYSTYRENE C12-15
ALCOHOLS FLUORESCENT
BRIGHTENER 28
GLYCOSIDASE
POLYETHYLENE GLYCOL
SODIUM CHLORIDE SODIUM
SULFATE GLYCOSIDASE
GLYCOSIDASE
GLYCOSIDASE
DIMETHICONE SILICA Benzyl
Salicylate Butylphenyl
Methylpropional Citronellol
Hexyl Cinnamal
Hydroxyisohexyl 3Cyclohexene Carboxaldehyde
Linalool
I tensioattivi
Cosa sono?
I tensioattivi
I tensioattivi sono sostanze dotate di proprietà
schiumogene, bagnanti, detergenti e solubilizzanti ed il
potere di abbassare la “tensione superficiale” di un liquido,
principalmente l’acqua.
•
Hanno questa proprietà le sostanze organiche nella cui
molecola coesistono due zone:una idrofila (a cui piace l’acqua) e una
lipofila ( a cui piace il grasso).
72
Tra le molecole di una
sostanza ci sono delle
forze di attrazione
responsabili di alcune
proprietà dei liquidi, tra
queste proprietà vi è la
tensione superficiale.
Le molecole situate
all'interno del liquido
sono soggette a forze di
attrazione agenti in tutte
le direzioni, mentre
quelle disposte sulla
superficie sono attratte
solo verso il centro della
massa e di fianco.
Tensione superficiale
Tensione superficiale
L'azione di tali forze fa si che lo strato delle molecole
supeficiali si comporti come una “membrana” che avvolge
la sostanza stessa e gli impedisce di aderire ad un altro
corpo.
Tale forza superficiale di coesione tra le molecole prende
il nome di tensione superficiale
l’acqua è il fluido avente il valore più alto di tensione
superficiale a temperatura ambiente, salvo i metalli e
certi silicati allo stato liquido.
Effetti dovuti alla tensione superficiale
•
Ecco perché l’acqua in effetti “non bagna”, non aderisce cioè alle
superfici con cui viene in contatto; ed ecco perché, se si vuole far si che
l’acqua bagni il substrato (ad es. lo sporco, nella detergenza), occorre
“abbassare” la tensione superficiale dell’acqua, cioè rompere in buona
parte le forze coesive (i legami d’idrogeno) che tengono legate le sue
molecole. A ciò servono i “tensio-attivi”, che sono cioè sostanze capaci di
far si che l’acqua bagni il substrato.
Effetti della tensione superficiale dell’acqua
•
Osservando da vicino
si mette in evidenza
come questi oggetti
non stiano
galleggiando
sull'acqua ma vi sono
proprio "appoggiati".
76
Effetti dovuti alla
tensione superficiale
•
•
•
•
•
•
pond skaters, gli insetti
pattinatori,
sfruttano la tensione
superficiale per pattinare
sull'acqua.
Questi insetti che
camminano sull'acqua.
Sono provvisti di peli
superficiali ricoperti di oli, cioé
sostanze idrofobe che
respingono l'acqua e permettono
alla parte terminale delle zampe,
di non forare la membrana
superficiale dell'acqua.
77
Effetti dovuti alla tensione
superficiale
Scarsa, tra l'acqua e
strato
ceroso delle foglie
(gocce di rugiada).
Parziale film lacrimale
su lente a contatto in
PMMA.
Bagnabilità massima:
olio su vetro
Bagnabilità
Tensione superficiale
Bagnabilità nulla:
mercurio su acqua
Acqua su vetro
Galleggiamento di polveri o insetti, tra cui possiamo trovare i
cosiddetti insetti pattinatori (pond skaters, water striders).
Possiamo notare l’influenza dei tensioattivi sulla vita acquatica.
La sequenza
fotografica che
segue,mostra come
la
Acqua distillata
0.001 M
0.002 M
diminuzione della tensione superficiale renda impossibile agli
insetti pattinatori di sostenersi sulla superficie dell’acqua
addizionando sodio laurilsolfato (PM=288)
0.003 M
0.004 M
0.005 M
Il tensioattivo è un
composto organico
caratterizzato da una parte
lipofila e una parte idrofila.
Parte lipofila: è
generalmente costituita da
una catena
idrocarburica
lunga da 10 a 20 atomi di
carbonio, insolubile
in acqua.
Parte idrofila: può essere di
vari tipi ma sempre solubile
in acqua.
Semplificando la rappresentazione possiamo immaginare il
tensioattivo come un cerino, il gambo ha una struttura
affine al grasso(apolare), mentre la testa rappresenta la
testa polare.
La testa si rivolgerà sempre verso l’acqua, mentre la coda si
attaccherà sempre allo sporco(che generalmente è di natura lipidica).
•
Ecco perché vengono
• chiamati anche…
•
•
penetranti
agenti bagnanti
detergenti
disperdenti
emulsionanti
82
Funzioni di un tensioattivo
• I tensioattivi hanno
quattro proprietà
fondamentali:
•
Potere distaccante: si
“infilano” sotto lo sporco
e lo staccano dalla
superficie cui è
attaccato;
• ·
Funzioni di un tensioattivo
• I tensioattivi hanno
quattro proprietà
fondamentali:
• Potere bagnante:
aumentano la superficie
di contatto sulle
superfici;
•
Funzioni di un tensioattivo
• I tensioattivi
hanno quattro
proprietà
fondamentali:
•
Potere
emulsionante:
avvolgono lo
sporco formando
delle minicelle che
vengono poi
Funzioni di un tensioattivo
• I tensioattivi hanno quattro
proprietà fondamentali:
•
Potere schiumogeno:
avvolgono l‘aria formando
delle micelle che vengono poi
asportate dall’acqua di
risciacquo.
Funzioni di un tensioattivo
Tensioattivi anionici
•
•
•
La zona idrofila è formata da un anione o gruppo carico negativamente. Sono in
genere i più diffusi e sono costituiti la lunghe catene di atomi di carbonio terminanti
con gruppi carbossilato solfonato o solfato.
I tensioattivi anionici sono particolarmente efficaci nella pulizia di sporco unto e
sospensioni di sporco olio/argilla e nell’eliminare residui di ammorbidente.
Tuttavia, possono reagire nell'acqua del lavaggio con gli ioni positivi dell’ acqua
(calcio e magnesio), con la conseguente disattivazione parziale. Per impedire questo
fenomeno, è necessario l‘aggiunta di altri ingredienti come i builders (sequestranti di
Ca/Mg); in ogni caso, l'acqua dura richiede un maggiore quantitativo di detersivo.
Producono molta schiuma.
I tensioattivi anionici più comunemente utilizzati sono gli alchilsolfati, gli
alchileterisolfati ed i saponi. Sono biodegradabili quelli a catena lineare (molli).
Tensioattivi cationici
•
•
La zona idrofila è formata da un catione o gruppo carico positivamente.(saponi
inversi). Sono meno efficaci degli altri tensioattivi.
Vi sono tre diverse categorie di tensioattivi cationici, ognuna con la sua
specifica applicazione. Negli ammorbidenti e nei detersivi con ammorbidente, i
tensioattivi cationici apportano morbidezza. Nell'ambito dei prodotti per il bucato
vengono principalmente utilizzati negli ammorbidenti per tessuti aggiunti in fase di
risciacquo. Per esempio, l'esterquat è uno dei tensioattivi cationici più utilizzati negli
ammorbidenti per tessuti aggiunti in fase di risciacquo.
L'esterquat è un esempio di tensioattivo cationico.
Tensioattivi cationici
•
Nei detersivi per bucato, i tensioattivi cationici migliorano l'azione delle
molecole di tensioattivi anionici (a carica negativa) nell'interfaccia macchia/acqua.
Questa combinazione contribuisce a ridurre la tensione interfacciale sporco/acqua,
ottenendo un sistema di rimozione delle macchie più efficace, soprattutto in presenza
di macchie di unto.
Un esempio di tensioattivo cationico utilizzato in questa categoria è il sistema
quaternario monoalchilico.
Tensioattivi non ionici
•
Questi tensioattivi non hanno una carica elettrica, il che li rende resistenti
alla disattivazione causata dalla durezza dell'acqua. Utilizzati nei prodotti per il
bucato, la pulizia della casa ed i piatti, sono molto efficaci nella rimozione del
grasso.
La maggior parte dei detersivi per il bucato contengono sia tensioattivi non ionici
che anionici, in quanto le loro azioni detergenti sono complementari . I
tensioattivi non ionici contribuiscono a rendere il sistema del tensioattivo meno
sensibile alla durezza dell'acqua.
I tensioattivi non ionici più comunemente impiegati sono eteri o alcoli grassi
In che modo i tensioattivi impediscono allo sporco di
ridepositarsi sui capi?
Interazioni elettrostatiche
I tensioattivi anionici vengono adsorbiti sia sulla superficie dello
sporco che viene disperso nella soluzione detergente che sulla
superficie del tessuto. Questo crea una carica negativa su entrambe
le superfici, con conseguente repulsione elettrostatica che impedisce
allo sporco di ridepositarsi sul tessuto.
In presenza di acqua dura, tuttavia, i cationi calcio e magnesio
fungono da "ponte" tra lo sporco sospeso ed il tessuto ed annullano
l’interazione elettrostatica. Questa è un'altra ragione per la quale i
sequestranti di durezza sono spesso utilizzati nei detersivi.
Impedimento sterico:
Anche i tensioattivi non ionici come gli alcoli etossilati adsorbono
sullo sporco. La loro lunghe catene di etossilati si estendono nella
fase acquosa ed impediscono alle gocce o alla particelle di sporco di
unirsi e di ridepositarsi sulla superficie del tessuto.
Classificazione dei tensioattivi
Categorie
Tensioattivi
anionici:
Gruppi chimici
Gruppo carbossilato
•Saponi
•Tensioattivi
sintetici
anionici
Gruppo solfato
Gruppo solfonato
Proprietà
Biodegradabili, poco costosi, basso
potere detergente in acqua dura,
possono
aggregare
sostanze
per
addolcire l’acqua, imprimono pH alcalino
alle soluzioni acquose
Elevato potere detergente; economici,
poso sensibili alla durezza, molto
aggressivi verso pelle e capelli
Tensioattivi
cationici
Sali di ammonio
Non sono buoni agenti lavanti, sono
presenti nei cosmetici, hanno un elevato
potere antimicrobico, si usano nelle
soluzioni disinfettanti.
Tensioattivi
anfoteri
Betaine
Sono poco costosi, hanno maggiore
affinità con la pelle, un moderato
effetto detergente, sono usati per
l’igiene delle pelli delicate, dei capelli
sottili ed infantili e per l’igiene intima.
Tensioattivi non
ionici
Gruppo con funzione
non idrolizzabile ma
con caratteristiche
polari
Solfobetaine
Hanno buon potere detergente,
producono poca schiuma, sono utilizzabili
nelle lavatrici, sono poco influenzati
dalla durezza dell’acqua.
Nomi di alcuni tensioattivi
Classificazione dei tensioattivi
Tensioattivi anionici
Potere
Distaccante
Potere Bagnante
Potere
Emulsionante
Medio
Ottimo
Basso
Tensioattivi non ionici
Potere Distaccante
Potere Bagnante
Potere
Emulsionante
Ottimo
Basso
Ottimo
Classificazione dei tensioattivi
Tensioattivi cationici
Potere Distaccante
Potere Bagnante
Potere Emulsionante
Nullo
Ottimo
Nullo
Tensioattivi anfoteri
.
Potere Distaccante
Potere Bagnante
Potere Emulsionante
Basso
Basso
Basso
enzimi
•
•
ENZIMI
Diversi detersivi contengono enzimi per velocizzare la degradazione delle
proteine e dei lipidi che compongono le macchie. La papaina, enzima
estratto dalla papaya, è invece utilizzato in numerosi prodotti per le sue
caratteristiche proteolitiche.
•
PROTEASI Utilizzate nelle fasi di prelavaggio, con applicazione diretta sulle
macchie di natura proteica.
AMILASI Utilizzate per il lavaggio di stoviglie con macchie particolarmente
resistenti di amido e derivati.
LIPASI Utilizzate per ottimizzare la rimozione di macchie di unto e grassi di
vario tipo.
•
•
•
Sono note anche molecole attivatrici dell'enzima, in grado di aumentarne
l'attività. L'attività può essere anche influenzata dalla temperatura, dal pH e
dalla concentrazione di substrato.
Enzimi
Gli enzimi dei detersivi rimuovono sporco (proteine, grasso, amido ecc.)
frazionando le molecole grandi in frazioni più piccole in modo specifico.
Le frazioni più piccole vengono poi rimosse dai piatti/ tessuti.
Gli enzimi rimangono inalterati e quindi possono lavorare su macchie successive
Fattori destabilizzanti sono l detergenti anionici gli agenti ossidanti e il pH elevato e la
temperatura elevata.
Substrato
Prodotto
Enzima
Substrato+enzima
Complesso enzimaSubstrato
Prodotto+enzima
Enzimi
Caratteristiche degli enzimi:
Lavorano a temperature più basse rispetto ai tensioattivi ( quindi la
temperatura di lavaggio può non superare i 40°)
Sono attivi a concentrazioni molto basse
Sono biocatalizzatori che possono sostituire altri tensioattivi e sono
molto specifici
Sono completamente biodegradabili
Enzimi
Amilasi
Amido
Proteasi
Proteine
Lipasi
Grassi
Cellulasi
Cellulosa
Enzimi
Gli enzimi hanno funzioni molto specifiche.
Macchie
contenenti
proteine
es polsini
Macchie
di unto e
cibo
Rompono le
molecole di
zucchero
Es salse
gelati sugo
Minimizzano peluria
su tessuti di cotone
ripristinando colore
e annullando
ingrigimento
cellulase
Enzimi
Influenza del pH sull’attività degli enzimi
sbiancanti
La loro funzione è simile a quella degli enzimi: eliminano le macchie di colore
ossidando le molecole di pigmento e frammentandole in molecole più piccole
che vengono poi eliminate.
L’azione sbiancante permette di eliminare l’ingrigimento dei tessuti.
•
•
Gli sbiancanti aggiunti normalmente in un detergente sono:
Candeggina- ipoclorito di sodio
•
•
•
Perborato di sodio (problemi ambientali)
Percarbonato di sodio
Spesso utilizzati insieme con
Peracidi
attivatore TAED gli additivi in
polvere
Acqua ossigenata: comunemente contenute nei candeggianti liquidi
•
sbiancanti
Candeggiare con ossigeno attivo:
Perborato di sodio e percarbonato di sodio (detersivi
in polvere)
Perossido di idrogeno (detersivo liquido) =>
“candeggina delicata“
•Valore pH 10-11
•Temperature da 60°C
•Buona capacità sbiancante
•Effetto igienizzante
Cosa fare a basse temperature ad es. in presenza di fibre sintetiche?
=> TAED (Tetra Acetil Etilene Diammina) è un attivatore degli sbiancanti
a bassa temperatura ( reazione con sbiancanti e produziona acido
peracetico)
sbiancanti
•
•
Schede dati
degli ingredienti
SODIUM
SULFATE SODIUM
CARBONATE
PEROXIDE SODIUM
SILICOALUMINATE
SODIUM
BICARBONATE AQUA
TAED SODIUM
CARBONATE SODIUM
DODECYLBENZENESU
LFONATE
ETHOXYLATED
HEXAMETHYLENEDIA
MINE QUATERNIZED
SODIUM ACRYLIC
ACID/MA COPOLYMER
CITRIC ACID
CELLULOSE GUM
SODIUM CHLORIDE
C13-15 PARETH-7
GLYCOSIDASE
GLYCOSIDASE
PARFUM SODIUM
SILICATE DISODIUM
DISTYRYLBIPHENYL
DISULFONATE NONE
COLORANT Butylphenyl
Methylpropional
Limonene
Schede dati degli
ingredienti
Aqua
Dipropylene Glycol
Butyl Ether
Hydrogen Peroxide
Sodium Lauryl
Sulfate
Alcohol Denat.
Citric Acid
Magnesium Sulfate
Lauramine Oxide
Trimethoxybenzoic
Acid
Sodium Hydroxide
PARFUM
Sodium Chloride
Sodium Carbonate
Silicon
Sbiancanti ottici
• .Sono sostanze che assorbono l'energia ultravioletta della radiazione
solare e la rimettono sotto forma di luce blu. Hanno un duplice effetto:
– Aumentano la luce riflessa ==== aumentano la luminosità
– neutralizzano il colore giallo delle fibre, infatti il colore giallo è
dovuto all'ossidazione delle fibre.
Gli sbiancanti ottici NON sono candeggianti,
quindi non rimuovono le macchie dai tessuti!!!
Quindi….
…stilbenzene….cumarina…
BUILDER
•
•
•
•
•
Hanno una percentuale che va dal 20 al 40% circa.
Sono sostanze in grado di legare cationi ( soprattutto calcio, Ca2+ e
magnesio Mg2+) con conseguente addolcimento dell’acqua.
Questo permette ai tensioattivi di aumentare l’efficienza di lavaggio.
Possono formare Sali insolubili che precipitano.
Migliorano la rimozione delle macchie dai tessuti ( che spesso sono
legate al substrato da ioni calcio).
•
Nella formulazione di un detergente normalmente sono presenti
diversi tipi builder: STTP,zeoliti, citrati, silicati
•
SISTEM BUILDER
Effetto durezza
dell’acqua
• Un’acqua dura influisce negativamente sui processi di lavaggio:
infatti le molecole che costituiscono il detergente si combinano con
gli ioni calcio, formando composti insolubili che, oltre a far
aumentare il quantitativo di detergente necessario
• 1- si depositano nelle fibre dei tessuti facendole infeltrire. E’ quindi
necessario ricorrere all’uso di ammorbidenti che possono essere
allergizzanti.
• 2- Nelle stoviglie lasciano depositi biancastri e rendono necessario
l’utilizzo del brillantante che può essere cancerogeno.
• Per gli indumenti l’acqua dolce permette il non infeltrimento e quindi
evita l’utilizzo dell’ ammorbidente e l’utilizzo di minor quantità di
detersivo.
• Per le stoviglie evita l’ utilizzo del brillantante.
Inoltre, la presenza di sostanze incrostanti, è dannosa per gli impianti
industriali,sia per la loro azione corrosiva, sia per le incrostazioni che
formano.Per questo sono spesso utilizzate tecniche di addolcimento.
BUILDER
• .
STPP ( trifosfato di Sodio) (polifosfati) è il Builder più efficace.
E’ in grado di scambiare ioni sodio con i cationi calcio e magnesio
dell’acqua formando un sale insolubile che precipita.
È stato da anni sostituito per la tendenza eutrofizzante per la vita
acquatica.
Ca2+
Mg2+
BUILDER
• Le Zeoliti
•
sono silicati di alluminio di sodio - o argille sintetiche - che vengono
utilizzati nei detergenti per la loro capacità di scambio cationico. La loro
peculiarità consiste nello scambiare cationi sodio e potassio contenuti
nella loro struttura cristallina-con cationi calcio e magnesio presenti
nell’acqua. La maggior parte dei moderni detersivi in polvere per bucato
e compresse, che non contengono fosfati, contengono zeoliti.
•
Le Zeoliti, come le argille, sono insolubili in acqua e sono presenti
come cristalli finemente dispersi (con un diametro di ca. 4 micron).
Macroscopicamente, una particella zeolite consiste di migliaia di strati
sovrapposti contenenti ioni sodio e potassio.
•
La Zeolite A è una forma di zeolite, che è ottimizzato per l'utilizzo
nei detergenti, conosciuto anche con il nome commerciale di Sasil ®.
La concentrazione di zeolite A utilizzata nei detersivi in genere varia dal
20 al 34%.
•
• .
BUILDER
•
•
Esempio di SISTEM BUILDER: Poliacrilato + Zeolite
I Policarbossilati (PAA) sono polimeri idrosolubili che hanno una
elevata capacità di assorbire cationi bivalenti come Ca2 + e Mg2 + quando
sono accoppiati ad uno scambiatore di cationi come la zeolite.
•
PAA-Zeolite è un SISTEM BUILDER comunemente utilizzato al posto
del trifosfato di sodio in fosfato di oggi, soprattutto in detersivi in polvere.
•
La molecola PAA funziona come un servizio navetta trasportando i
cationi bivalenti dalla superficie del tessuto allo scambiatore di ioni (
zeolite).
Oltre alla funzione di builder il PAA ha funzione di disperdente.
Alcali
•
Un esempio di alcale è il Carbonato di Sodio
Na2CO3.
•
La sua funzione è quella di aumentare il pH della
soluzione migliorando le prestazioni dei tensioattivi
anionici.
•
Inoltre è in grado di scambiare il catione sodio con i
cationi calcio e magnesio formando Sali insolubili.
•
Viene attualmente limitato perché la formazione di
Sali insolubili e la loro precipitazione sui tessuti e sulle
pareti interne della lavatrice provoca incrostazioni e
infeltrimento.
• ALTRI ADDITIVI…….
Profumi: vengono aggiunti per migliorare l’odore di un detergente/
ammorbidente e per mascherare l’odore di alcune materie prime.
Nel caso degli ammorbidenti possono causare dermatiti.
-> 26 componenti delle varie profumazioni, a causa del loro potere
allergenico devono essere dichiarati se superano una determinata
concentrazione.
Sequestranti:o chelanti sono composti chimici in grado di formare
“complessi” più o meno stabili con atomi.
Un esempio è L’EDTA che è un composto in grado di combinarsi
con lo ione calcio e magnesio diminuendo la durezza dell’acqua.
Stabilizzatori: es glicoli servono per mantenere stabile la miscela
Solventi: es acqua
profumi
Allergeni molto potenti
Cinnamaldeide (fortemente allergenico),
isoeugenolo, muschio quercino, pseudevernia
furfuracea
Allergeni potenti
Cinnamil alcool, idrossicitronellale (profumo),
HMPCC = Lyral =
idrossimetilpentilcicloesene carbossaldeide
Allergeni deboli
Profumi non valutati con
obbligo di dichiarazione
Amile cinnamale, citrale, eugenolo, farnesolo,
lilialo,
butil-fenil-metil-proprionale , metil-eptil carbonato,
alcool amile cinnamale, benzene, silcato di
benzene, cumarine, geraniolo
Alcool dell’anice, benzil cinnamato, linaloolo,
benzil benzoato, citronellolo,
esil cinnamale,
d-Limonane alfa isometilionone
• Lista di fragranze "allergizzanti" (con la terminologia usata in
etichetta) BENZYL ALCOHOL AMYL CINNAMAL CINNAMYL
ALCOHOL CITRAL EUGENOL HYDROXYCITRONELLAL
ISOEUGENOL AMYLCINNAMYL ALCOHOL BENZYL SALICYLATE
CINNAMAL COUMARIN GERANIOL HYDROXYISOHEXYL 3CYCLOHEXENE CARBOXALDEHYDE ANISE ALCOHOL BENZYL
CINNAMATE FARNESOL BUTYLPHENYL METHYLPROPIONAL
LINALOOL BENZYL BENZOATE CITRONELLOL HEXYL CINNAMAL
LIMONENE METHYL 2-OCTYNOATE ALPHA-ISOMETHYL IONONE
EVERNIA PRUNASTRI EXTRACT EVERNIA FURFURACEA
EXTRACT
ammorbidenti
Gli ammorbidenti sono coadiuvanti di lavaggio, nel senso che accompagnano il
lavaggio dei tessuti, quindi integrano l’utilizzo di detersivi o prodotti per la pulizia.
La composizione degli ammorbidenti include in prevalenza l’esterquat, tensioattivo
cationico, la cui origine può essere vegetale o animale. Gli altri componenti sono
quasi sempre additivi, profumi, addensanti o perlanti, coloranti ed altre sostanze
spesso non biodegradabili.
L’azione di queste sostante è lisciante rispetto alle fibre dei tessuti. In un certo
senso l’ammorbidente forma una specie di pellicola che aderisce ai tessuti. Ecco
perché bisogna usarlo con parsimonia e secondo le dosi suggerite. L’operazione
che un ammorbidente compie è la seguente: il prodotto agisce sull’elettricità
statica dei capi appena lavati, eliminandola.
Le molecole del prodotto hanno cariche positive che gli permettono di
unirsi elettrostaticamente alle fibre dei tessuti che rimangono caricate
negativamente, creando una sottile patina. L’effetto finale sarà una
maggiore morbidezza del capo, unita all’eventuale profumo
caratteristico del prodotto.
Detergenti per capi scuri
La principale differenza fra i normali detersivi e questa tipologia
sta nella composizione: in questi ultimi normalmente non sono
presenti agenti sbiancanti, come perborato o sodio percarbonato,
che decolorano i tessuti.
Detergente per lavastoviglie
•
•
•
•
Un detergente per lavastoviglie contiene:
Fosfati (30 %) per dissolvere cationi calcio e magnesio
Agenti sbiancanti (1-5 %)
a base di cloro che ossidano i depositi organici e sbiancano Tensioattivi
non ionici (5%) abbassano la tensione superficiale dell’acqua
migliorando la bagnabilità, emulsificando gli oli e i depositi di grasso.
Enzimi: a secondo della loro funzione trasformano amidi proteineecc in
molecole più semplici che vengono lavate
Agenti anticorrosivi: spesso viene utilizzato il silicato di sodio per prevenire
la corrosione dei componenti interni della lavastoviglie.
Agenti antischiuma
Profumi
•
•
•
•
•
Anti-caking agents (in granular detergent)
Starches (in tablet based detergents)
Gelling agents (in liquid/gel based detergents)
Sand (inexpensive powdered detergents)
Dishwasher detergents are strongly alkaline (basic).
•
•
brillantante
Sono prodotti particolari ad effetto tensoriduttore che
vengono impiegati quali additivi dell'acqua di risciacquo sia
nelle lavastoviglie a ciclo discontinuo che in quelle a nastro.
Presentano due proprietà: effetto tensoriduttore, abbassa la
tensione superficiale dell'acqua riducendola a meno della
meta, evitando cosi la formazione di gocce grossolane;
l'acqua scola uniformemente sulla superficie e viene
eliminata con facilita. Effetto autoasciugante, è una
conseguenza dell'effetto tensoriduttore che si ottiene
incorporando negli additivi di risciacquo sostanze ad alta
volatilità che, a caldo, consentono una rapida asciugatura
delle stoviglie. I brillantanti sono essenzialmente costituiti da
quantità di sostanze tensioattive in abbinamento ad alcoli
che facilitano l'effetto asciugante a caldo, data la loro
tendenza all'evaporazione. II brillantante di risciacquo dà i
risultati migliori a temperature intorno ai 78 - 82°C.
5-15% propanolo
5-15% alccol
grasso etossilato
propossilato
2-5% acido
propan
bicarbossilico
Ora che abbiamo capito l’effetto del detergente analizziamo….
•Effetto del substrato
da lavare
• . L'energia meccanica rappresenta
•
lo sbattimento della lavatrice, ha dei
parametri fissi; numero di giri al minuto, velocità periferica del cestello,
nervature del cestello sterro, e dei Parametri modificabili; carico della
biancheria (peso e pezzatura dei capi), volumi dell acqua e quindi altezza
di caduta della biancheria al pelo libero del bagno;si è visto che la
biancheria si lava al meglio quando ha a disposizione dieci decimetri cubici
di cestello per ogni chilo di peso (asciutta); nel caso di fibre sintetiche
miste il volume cambia, lo stesso per cotone lavorato in un certo modo es.
spugna.
Ovviamente per biancheria molto sporca conviene ridurre la quantità
introdotta in lavatrice come per capi particolari molto grandi. La Quantità
d'acqua necessaria al "lavaggio" dei cotoni risulta composta dall'acqua
assorbita dalla fibra e da quella libera del bagno circolante, che ha il
compito dì mantenere in sospensione lo sporco, far circolare il detersivo,
veicolare il calore ecc. Questo rapporto peso biancheria - acqua totale si
chiama rapporto di bagno ( 1 : 4 solitamente per prelavaggio e lavaggio,
1 : 6 per ammolli e risciacqui) ed è particolarmente elevato per la lana, in
quanto questa richiede ridotta energia meccanica per non infeltrire.
Fattori che influenzano
il lavaggio: tessuti e tipo di sporco
lavatrice
Tessuti
Tipi di tessuto
Fibre naturali
vegetali
Cotone
Lino
Ramie
Sisal
Cocco
Juta
Sono fibre naturali ricavate
da fiori o dal fusto di piante
verdi.
Sono fibre molto
resistenti, robuste, versatili.
Assorbono molto l’acqua, (cellulosa)
lasciano traspirare l’umidità e
possono essere lavate fino a
90°C e stirate a temperatura
alte.
Tipi di tessuto
Sono fibre naturali costituite
da proteine simili a quelle dei
capelli prodotte dagli animali
a propria protezione dal caldo
e dal freddo (come il pelo o il
bozzolo della seta).
Sono
resistenti, calde ma molto
delicate da trattare.
Richiedono lavaggio e
stiratura a temperatura
molto bassa.
animali
Peli
Lana
Lana vergine
Cachmere
Angora
Lama
Seta
Fibre sintetiche
Cellulosa
Viscosa
Modal
Lyocell
Acetato
Triacetato
Cupro
Petrolio
Poliestere (PES)
Poliammide (PA)
Poliacrilato (PAN)
Elastan
Poliuretano
Polipropilene
Polivinil cloruro
Sono fibre normalmente lavabili a temperature basse.
Come sono cambiati i nostri capi di
abbigliamento nel tempo
L’evoluzione dei tessuti
rende sempre più complesso
il processo di lavaggio
Lavaggio + trattamento
adeguato delle fibre
TESSUTI TECNICI es GORETEX
Tessuti
Trattamento delicato dei capi
E le macchie ????
Tipi di sporco
Lo sporco altro non è che la presenza di determinati materiali
“al posto sbagliato“
Idrosolubile (ca. 25%)
Sali inorganici
zucchero
urea
sudore
Non idrosolubile (ca. 75%)
Grassi
Pigmenti
Proteine
Polvere
terriccio
ossidi metallici
Sangue
uovo
latte
cioccolato
Carboidrati
Sporco
candeggiabile
Esempi
Grasso della
pelle
oli alimentari
oli minerali
Amido
Frutta
vino rosso
tè/caffè
http://www.casahenkel.it/rubriche/il-risolvimacchia
Grado di sporco
Simboli per il
trattamento dei tessuti
Lavaggio
Lava/indossa
Cotone
95 °C, 60 °C,
50 °C, 40 °C,
30 °C
Temperatura normale
95 °C , 70 °C, 60 °C,
50 °C, 40 °C, 30 °C
Asciugatura
in asciugabiancheria
Stiro
Lavaggio a
secco
Candeggio
Lino, cotone
Sintetici
Lana/Seta
40 °C, 30 °C
40 °C - 30 °C
acqua fredda
Temperatura ridotta
Lana, Seta
Sintetici
Indicazioni per le lavanderie
P
P
F
F
Candeggiare con cloro o ossigeno
W
W
W
Candeggiare solo con ossigeno/
Evitare cloro
Non lavare
Non asciugare in
macchina
Non stirare
Non lavare a
secco
Non candeggiare
Come sono cambiati i nostri
capi di
abbigliamento nel tempo
L’evoluzione dei tessuti
rende sempre più complesso
il processo di lavaggio
Lavaggio + trattamento
adeguato delle fibre
Il futuro:
Tessuti con microcapsule
Tessuti con nanotecnologia
Tessuti con elettronica
Esempio: il pile
La fibra di partenza è il poliestere, che può
essere lavorato in modi diversi. In alcuni casi
vengono aggiunte altre fibre sintetiche, come
poliammide, acrilico, elastane. Il pile è il risultato
di una lavorazione a maglia particolare, che è in
grado di rendere il tessuto soffice e voluminoso.
Il tessuto pile si può lavare a 30 o
40°C. Si asciuga in fretta e non
deve essere stirato. Il tessuto non
va candeggiato e alcune marche
consigliano di non usare
ammorbidenti, perché sfibrerebbero
il tessuto
Esempio: il goretex
COME LAVARE I CAPI IN Gore-Tex® ?
A meno che l’etichetta del capo
non dia istruzioni diverse, Gore
consiglia di lavarli in lavatrice a
temperatura di 30°.
Il lavaggio e l’asciugatura aiutano
a conservare il trattamento
idrorepellente e traspirante
presente sulla superficie esterna
del capo.
Chiudere tutte le zip e i velcro.
Lavare a macchina, in acqua
tiepida, ciclo delicato. Usare un
detersivo delicato. Non usare
ammorbidenti o detergenti
contenenti oli o candeggina.
Asciugare all'aria.
Esempio: il piumino
•
Il lavaggio va fatto il meno possibile, in
lavatrice a temperature basse (35°), con
pochissimo detersivo per capi delicati (senza
fosfati e sbiancanti) o specifico per piumino. Non
usare ammorbidenti. Il capo deve essere
risciacquato molto bene. La centrifuga deve
essere breve e non troppo veloce.
•
Per assicurare le massime prestazioni del
piumino è estremamente importante comprimerlo
solo all'occorrenza. Arieggiatelo dopo ogni uso e
pulite con acqua eventuali macchie.
• NON LAVARE
• a secco
posate
Le posate in acciaio inox e argento vengono generalmente ben lavate in
lavastoviglie, ma bisogna adottare le seguenti precauzioni:
- Sciacquate via i residui di cibi acidi, quali ad esempio i condimenti per l'insalata
o la frutta, e di sale dagli oggetti prima di caricarli in macchina, dato che il
contatto diretto e prolungato con essi può ossidare le posate.
- Quando caricate il cestello delle posate, evitate di addossare troppo gli oggetti
l'uno all'altro, per permettere all'acqua di risciacquare tutte le superfici. Ciò
garantisce che ogni oggetto venga lavato, sciacquato e asciugato in modo
corretto.
- Evitate di versare il detersivo per lavastoviglie direttamente sulle posate, in
quanto ciò ne potrebbe causare la corrosione.
- Togliere le posate subito dopo la fine del ciclo di lavaggio, per evitare di
lasciarle in ambiente umido che potrebbe causare corrosione o ruggine. Ciò è
particolarmente valido per le posate in argento.
- Non mescolate posate in argento e in acciaio inox nello stesso cestello, dato
che ciò può causare ossidazione e macchie di ruggine.
Corrosione delle posate
• Le posate sono normalmente in acciaio
inox AISI 304.
• Possono essere suscettibili a corrosione
per pitting ( vedi corrosione).
Costi della manutenzione: Corrosione puntiforme
segni di corrosione puntiforme
iniziale
•
•
•
•
•
•
media
avanzata
Cause frequenti:
effetto degli alogenuri (Cl-, Br-,
I-) (cloruri, bromuri,ioduri)
bagni decontaminanti
spazzolatura / abrasione
Alcalinità e scarsa
neutralizzaz.
lavaggio / risciacquo inadeguati
vetreria
•
La vetreria lavata dalla lavastoviglie può presentare delle macchie biancastre nel tempo.
Le cause possono essere:
•
•
Deposito di calcare
Se la lavastoviglie ha esaurito il sale della resine a scambio ionico che addolcisce
l'acqua, e l'approvvigionamento di acqua è "dura", possono apparire depositi di calcare su
tutte le stoviglie, ma sono particolarmente visibili sul vetro.
La lavastoviglie o dovrebbe essere ricaricata con sale, opportunamente dosato alla
durezza delle acque di approvvigionamento, o può essere dovuto al malfunzionamento
della resina a scambio ionico dell’ addolcitore. Le resine possono essere rese inattive (
avvelenate) da sali di ferro o di manganese presenti nelle acque di approvvigionamento.
Corrosione del vetro
l’aspetto della chiazza è lattiginoso e non può essere asportato, come nel caso del
deposito di calcare. E dovuto alla dissoluzione del vetro, perché il detersivo è fortemente
e il vetro “si scioglie” lentamente in soluzione acquosa alcalina. Diventa meno solubile in
presenza di silicati in acqua (aggiunti come agenti anticorrosione nel detergente della
lavastoviglie). Per limitare la corrosione del vetro è imposrtante controllare il livello di
durezza dell’acqua e la quantità di detergente.e la temperatura.
•
•
•
•
I cristalli ( vetri al piombo) non possono essere lavati in lavastoviglie perché per essi il
fenomeno corrosivo è più marcato e il piombo può essere convertito in una forma solubile,
che potrebbero mettere a repentaglio la salute degli utilizzatori successivi.
Corrosione del vetro
•
Il vetro è resistente alla maggior parte degli acidi, ma è altamente
suscettibile di attacco da parte di sostanze alcaline, in particolare una
concentrazione di ioni OH- (pH superiore a 9.0). Il risultato è un attacco del
reticolo di silice-ossigeno (Si-O), con conseguente scioglimento della
superficie di vetro.
Tossicità dei brillantanti
Pericolo dei detersivi e del brillantante:
L'assorbimento di detersivi da parte dei piatti, normalmente impiegati ad
uso domestico per il consumo dei cibi, avviene a causa di incrinature nella
ceramica o nella porcellana: per fenomeno osmotico si ha una
penetrazione dei prodotti chimico-tossici derivanti da detersivi e brillantanti
all'interno del vasellame durante il lavaggio a mano in acqua calda o in
lavastoviglie.
Durante il successivo raffreddamento ed asciugatura del vasellame, i pori
presenti nella ceramica dei piatti tendono a richiudersi, intrappolando così
al loro interno le sostanze tossiche dei detersivi.
All'atto dell'aggiunta del cibo caldo sul fondo del piatto (es: pastasciutta,
brodo, etcc), il riscaldamento della ceramica determina la riapertura dei
pori, con dismissione quindi delle sostanze tossiche all'esterno della
ceramica, che entrano così a contatto con il cibo.
Tossicità dei brillantanti
Il rischio di contaminazione chimica da parte dei piatti da cucine normalmente
impiegati da tutti, può essere facilmente evidenziato sottoponendo tali piatti ad un
trattamento di micro-onde, allo scopo di dimostrare la possibile penetrazione di
liquidi (in questo caso solo acqua) all'interno dei piatti da cucina. Il fondo dei piatti
viene infatti parzialmente riempito con acqua distillata e posto nel forno a microonde. L'acqua presente nel piatto si riscalderà subito. I piatti, invece, tenderanno a
restare freddi soltanto se l'acqua non sarà penetrata al loro interno attraverso gli
eventuali pori presenti nella loro ceramica o porcellana. Se vi sarà presenza di pori,
l'acqua penetrerà all'interno dei piatti, e le micro-onde, riscaldando anche
quest'acqua interna, renderanno calda la superficie del
piatto da cucina.
Tossicità dei brillantanti
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