Антиресорбционные добавки в моющих средствах: виды, принцип действия и выбор
Что такое антиресорбционная добавка, как она не дает отстиранным загрязнениям придавать белью серый оттенок и как КМЦ (CMC), поликарбоксилаты, неионогенные простые эфиры целлюлозы и полимеры для удаления загрязнений (soil-release) соотносятся по типам тканей и формам моющих средств.
АвторXie Aifei · Руководитель НИОКР
Техническая проверкаGuo Jianping · Технический руководитель
Опубликовано · Обновлено · 7 мин чтения
Антиресорбционная добавка — это компонент моющего средства, который удерживает отстиранные с ткани загрязнения во взвешенном состоянии в моющем растворе, чтобы они удалялись при полоскании и не оседали снова на белье. Без нее белые и светлые ткани сереют от стирки к стирке. Самая распространенная антиресорбционная добавка — натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ, CMC), которая защищает хлопок. Поликарбоксилаты, например полиакрилат натрия, диспергируют загрязнения и соли жесткости, а полимеры для удаления загрязнений (soil-release) и неионогенные простые эфиры целлюлозы защищают полиэфир и другие синтетические волокна. В большинстве современных моющих средств сочетают две-три такие добавки, каждую в небольшой дозировке.
Что такое ресорбция загрязнений и почему она важна
ПАВ и билдеры отделяют от ткани глину, сажу, пигменты и жировые загрязнения и переводят их в моющий раствор. После этого загрязнения могут осесть снова — на ту же вещь или на более чистую вещь из той же загрузки. Каждая стирка оставляет лишь след, но эти следы накапливаются: через десять–двадцать циклов белый хлопок выглядит серым или желтоватым, а цветные ткани тускнеют. Это явление называют также посерением (greying), а компоненты, которые его предотвращают, продаются и под названиями «добавки против посерения» (anti-greying agents) или «суспендирующие агенты для загрязнений» (soil-suspending agents).
Жесткая вода, сильное загрязнение, малая дозировка моющего средства и небольшой объем воды на загрузку усиливают ресорбцию загрязнений. Особую проблему создают ионы кальция и магния: они могут образовывать мостики между отрицательно заряженными частицами загрязнений и отрицательно заряженной поверхностью волокна.
Как работают антиресорбционные добавки
- Электростатическое отталкивание: анионный полимер адсорбируется на волокне и на загрязнениях, поэтому и волокно, и загрязнения несут отрицательный заряд и отталкиваются друг от друга.
- Стерическая стабилизация: адсорбированные полимерные цепи образуют гидратированный слой, который удерживает частицы на расстоянии от ткани и друг от друга.
- Диспергирование и связывание ионов жесткости: поликарбоксилаты удерживают частицы в тонкодисперсном состоянии и связывают кальций и магний, которые иначе образовали бы мостики между загрязнениями и тканью.
- Модификация поверхности: полимеры для удаления загрязнений (soil-release) делают полиэфир более гидрофильным, поэтому жировые загрязнения удерживаются слабее и легче удаляются при следующей стирке.
Основные типы антиресорбционных добавок
| Тип | Примеры | Где действует лучше всего | Основная функция | Ограничения |
|---|---|---|---|---|
| Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ, CMC) | Технические марки — для порошков, высокочистые марки — для жидких средств | Хлопок и хлопковые смесовые ткани | Удерживает во взвешенном состоянии твердые загрязнения, например глину и сажу; также загущает жидкие средства | Слабо действует на полиэфире и других синтетических тканях; в жидких моющих средствах ее могут разрушать ферменты целлюлазы |
| Поликарбоксилаты | Полиакрилат натрия, сополимеры акриловой и малеиновой кислот | Все волокна | Диспергируют загрязнения, связывают ионы жесткости и предотвращают отложение солей жесткости на ткани и в машине | Не адсорбируются на хлопке так, как КМЦ (CMC); медленно биоразлагаются |
| Неионогенные простые эфиры целлюлозы | Метилцеллюлоза (МЦ, MC), ГПМЦ (HPMC), гидроксиэтилметилцеллюлоза | Полиэфир и полиэфирно-хлопковые смесовые ткани | Адсорбируются на гидрофобных волокнах; облегчают удаление загрязнений и оказывают антиресорбционное действие | Слабее, чем КМЦ (CMC), в отношении твердых загрязнений на хлопке |
| Полимеры для удаления загрязнений (soil-release) полиэфирного типа | Сополимеры полиэтилентерефталата и полиоксиэтилентерефталата (PET–POET) | Полиэфир | Придают волокну гидрофильность, благодаря чему жировые загрязнения легче удаляются при последующих стирках | Слабое действие на хлопке |
| Ингибиторы переноса красителя | Поливинилпирролидон (ПВП, PVP) и его сополимеры | Цветное белье | Удерживают сошедший с ткани краситель в моющем растворе, чтобы он не окрашивал другие вещи | Действуют на растворенный краситель, а не на твердые загрязнения |
| Модифицированные полиамины и привитые сополимеры | Этоксилированный полиэтиленимин, привитые сополимеры полиэтиленгликоля и винилацетата | Смешанное белье; жидкие моющие средства | Диспергируют глинистые загрязнения и удерживают жировые загрязнения во взвешенном состоянии | Более высокая стоимость; специальные полимеры |
Почему КМЦ (CMC) остается стандартом для хлопка
Хлопок — это целлюлоза, и у КМЦ (CMC) такая же основная цепь, поэтому она адсорбируется на волокне и остается на нем в течение всей стирки. Ее карбоксилатные группы сообщают дополнительный отрицательный заряд поверхности волокна и частицам загрязнений, которые она покрывает, и те отталкиваются друг от друга. Кроме того, КМЦ получают из возобновляемой целлюлозы, и она дешевле большинства синтетических полимеров — поэтому уже несколько десятилетий она остается антиресорбционной добавкой стиральных порошков.
То, как КМЦ (CMC) справляется с этой задачей, определяют три свойства. Марки для моющих средств имеют низкую степень замещения, обычно 0.4–0.6: принято считать, что цепь с меньшим числом заряженных групп легче адсорбируется на хлопке. Чистота определяет содержание активного вещества: техническая марка с чистотой 55–70 % подходит для порошков, где остаточная соль не вредит, а марка с чистотой ≥ 96 % — для жидких средств. Вязкость важна для технологии: низковязкая марка сохраняет прокачиваемость суспензии перед распылительной сушкой, а высоковязкая загущает жидкое средство.
- ST-20 КМЦ (CMC) для моющих средств
- ST-50 КМЦ (CMC) для моющих средств
- ST-100 КМЦ (CMC) для моющих средств
- ST-300 КМЦ (CMC) для моющих средств
- ST-500 КМЦ (CMC) для моющих средств
Выбор по форме моющего средства и типу ткани
| Моющее средство | Типичная антиресорбционная система | Тип марки КМЦ (CMC) |
|---|---|---|
| Стиральный порошок для белья с преобладанием хлопка | КМЦ (CMC) с поликарбоксилатом в качестве диспергатора и ингибитора отложений солей жесткости | Техническая, чистота 55–70 % (Sentai ST-20, ST-50, ST-100) |
| Стиральный порошок для смешанного белья из хлопка и полиэфира | КМЦ (CMC) в сочетании с полимером для удаления загрязнений (soil-release) или неионогенным простым эфиром целлюлозы | Техническая, чистота 55–70 % |
| Жидкое средство для стирки | Водорастворимые полимеры; КМЦ (CMC) — там, где она одновременно загущает продукт | Высокая чистота, ≥ 96 % (Sentai ST-300, ST-500) |
| Хозяйственное мыло и пасты для стирки | КМЦ (CMC), которая также связывает массу бруска | Техническая или высокочистая — в зависимости от рецептуры |
| Профессиональная и промышленная стирка | КМЦ (CMC) у верхней границы диапазона дозировок в сочетании с поликарбоксилатом для жесткой воды | Техническая |
Сколько добавлять
Типичный стиральный порошок содержит 0.5–2.0 % технической КМЦ (CMC). У верхней границы диапазона находятся рецептуры для жесткой воды или сильно загрязненных хлопковых тканей. Технические марки поставляются с чистотой 55–70 %, поэтому сравнивайте их по содержанию активного вещества: 1 % марки с чистотой 60 % дает около 0.6 % Na-КМЦ. Дозировка остальных полимеров зависит от конкретного продукта, поэтому следуйте рекомендациям поставщика и подтверждайте их испытаниями.
Как испытывают антиресорбционное действие
Выстирайте чистые белые образцы ткани вместе со стандартным загрязнителем в течение нескольких циклов — с добавкой и без нее — при фиксированных жесткости воды, температуре и дозировке. Измерьте коэффициент отражения или белизну образцов до первой стирки и после последней: чем меньше потеря, тем лучше антиресорбционное действие. Включите образцы из хлопка, полиэфира и смесовых тканей, поскольку добавка, защищающая одно волокно, может слабо действовать на другом. ASTM D4008 — лабораторное руководство по этому испытанию.
Типичные проблемы и что проверить
| Проблема | Вероятная причина | Что проверить |
|---|---|---|
| Белый хлопок сереет после 10–20 стирок | Недостаточно активной КМЦ (CMC) или недостаточная дозировка моющего средства для данной жесткости воды | Содержание активного вещества в марке КМЦ (CMC) и дозировка на одну стирку |
| Полиэфирные и смесовые ткани сереют, а хлопок остается белым | КМЦ (CMC) не защищает синтетические волокна | Добавьте полимер для удаления загрязнений (soil-release) или неионогенный простой эфир целлюлозы |
| Ткань становится жесткой на ощупь, на ней появляется серо-белый налет | Отложения солей кальция, а не повторно осевшие загрязнения | Содержание билдера и поликарбоксилата |
| Жидкое моющее средство теряет вязкость при хранении | Разрушение КМЦ (CMC) целлюлазой или микроорганизмами либо изменение содержания солей | Совместимость с ферментами, консервант и содержание электролитов |
FAQ
Что такое антиресорбционная добавка?+
Это компонент моющего средства, который удерживает отстиранные с ткани загрязнения во взвешенном состоянии в моющем растворе, чтобы они удалялись при полоскании и не оседали снова на белье. Он предотвращает постепенное посерение белых и светлых тканей.
Какая антиресорбционная добавка чаще всего используется в моющих средствах?+
Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ, CMC). Она адсорбируется на хлопке и на частицах загрязнений и сообщает им отрицательный заряд, поэтому загрязнения остаются в воде. Типичный стиральный порошок содержит 0.5–2.0 % технической КМЦ.
Какая антиресорбционная добавка действует на полиэфире?+
КМЦ (CMC) слабо действует на полиэфире. В средства для стирки синтетических тканей и смешанного белья вводят полимер для удаления загрязнений (soil-release) полиэфирного типа или неионогенный простой эфир целлюлозы, например метилцеллюлозу или ГПМЦ (HPMC), которые адсорбируются на гидрофобных волокнах.
Чем антиресорбционная добавка отличается от полимера для удаления загрязнений (soil-release)?+
Антиресорбционная добавка действует во время стирки: она удерживает отделившиеся загрязнения во взвешенном состоянии в воде. Полимер для удаления загрязнений (soil-release) остается на волокне после стирки и облегчает удаление жировых загрязнений при следующей стирке. Во многих моющих средствах используют и то и другое.
Добавка против посерения (anti-greying agent) и антиресорбционная добавка — это одно и то же?+
Да. «Добавка против посерения» (anti-greying agent), «ингибитор посерения» (greying inhibitor) и «суспендирующий агент для загрязнений» (soil-suspending agent) — другие названия антиресорбционной добавки.
Заменяют ли полиакрилаты КМЦ (CMC) в моющих средствах?+
На хлопке — нет. Полиакрилаты и сополимеры акриловой и малеиновой кислот диспергируют загрязнения и связывают ионы жесткости, но не адсорбируются на хлопке так, как КМЦ (CMC). В стиральных порошках обычно используют и то и другое.
Источники
Xie Aifei · 谢爱飞
Руководитель НИОКР
- 14 лет в НИОКР КМЦ (CMC)
- 7 лет на заводе КМЦ (CMC) компании Ashland в Цзянмэне
Техническая проверка: Guo Jianping · Технический руководитель
Познакомьтесь с командой
