Wachmittelchemie

Und Zeolithen

Gli dGliederung

● Geschichte

Inhaltsstoffe eines Waschmittels● Inhaltsstoffe eines Waschmittels

– Waschenzymen

– Tensiden

– Optische aufheller

– Bleichmittel

– StabilisatorenStabilisatoren

– Schaumregulatoren

Wasserenthärter– Wasserenthärter

– Zeolithen

● Quelle angabe

GeschichteGeschichte

Geschichte

W hWaschenzymen

● Waschmittelenzyme bauen Schmutzstoffe (Eiweiß, Fett, Stärke u.a.) ab indem sie sie spalten. Da sich Enzyme dabei selbst nicht verändern (sie sind nur Katalysatoren) reichen geringe Mengen von ih l W h i lb d ilihnen als Waschmittelbestandteile aus.

Enzymtyp Funktion Beispiele

Amylase            Abbau von Stärke               Stärke, Kakao 

Protease Abbau von Eiweiß Eiweiß Eigelb Blut● Protease Abbau von Eiweiß Eiweiß, Eigelb, Blut

● Lipase Abbau von Fett Fett: Butter, Öl etc. 

● Cellulase Abbau von Cellulose Feine Fäserchen

TensidenTensiden

● Aus lateinisch: Tensum (spannen)

● sind organische Molekülen, die aus einem hydrophoben (wasserabweisenden) und einem hydrophilen (wasserliebenbinden) Molekülteilhydrophilen (wasserliebenbinden) Molekülteil bestehen.

id h h h k i● Unter Tensiden versteht man auch waschaktive Substanzen, die in Waschmitteln, Spülmitteln und Shampoos enthalten sind Sie stabilisieren EmulsionenShampoos enthalten sind. Sie stabilisieren Emulsionen und ermöglichen die Bildung von Suspensionen.

I R i i itt lf li li t d● In Reinigungsmittelformulierungen liegt der Tensidgehalt bei 1–40 %

Kl T idKlassen von Tensiden

● Nichtionische Tenside (Alkoholetoxylate)(Alkoholetoxylate)

● Anionische Tenside (Alkoholsulfate und Alkylbenzolsulfonate)

Kationische Tenside (meist quartere● Kationische Tenside (meist quartereAmmoniumgruppe R4N+

● Amphotere Tenside (carboxylate und quartere Ammoniumgruppe R4N+)q g pp 4 )

Wi k T idWirkung von Tensiden

Durch die Enstehung von Wasserstoffrückenbindug bildet sich eine

Bei Zugabe von Tensid verteilen sich die Tensidmoleküle im ganzen Wasser und bild i K lfö i (K l i ll )Oberflächenspannug im Modell. bilden eine Kugelförmig (Kugelmicelle) Anordnung.Der Hydrophile Teil ragt nachaußen, während der hydrophobe Teil nachinnen gerichtet ist.

Suspension und EmulsionSuspension und Emulsion

Der Schmutz eines Feststoffes kann nun mit dem Hydrophobe Teil der gebildete

Ein fettes Fleck oder Öltröpfchen kannnun mit Hilfe der Tensiden in Form einemilchige Flüssigkeit (disperse Phase)y p g

Kugelmicelle angegriffen und in Form einheterogenes Stoffgemisch abgelöstwerden bekannt unter dem Namen

milchige Flüssigkeit (disperse Phase) abgelöst werden, der so genannteEmulsion.

werden, bekannt unter dem NamenSuspension.

Optische Aufhellerp

● Textilienfasser bekommen mit der Zeit eine gelbliche Farbe. Das wird verursacht, durch die Absobtion von blaues Licht

● Die fluoreszierend Substanzen, sind verantwortlich für dieDie fluoreszierend Substanzen, sind verantwortlich für die Steigerung des Weißgrades. Sie absorbieren UV‐ Licht und emittieren wieder die Energie als blaues Fluoreszenzlicht (400‐ 500 nm). 

● Die am häufigsten verwendeten optische Aufheller sind Stilben‐g pVerbindungen

● In der heutigen Zeit liegt der Gehalt von optischen Aufhellern in● In der heutigen Zeit liegt der Gehalt von optischen Aufhellern in Waschmitteln zwischen  0,03 % und 0,3 % (Trockenmasse)

Bl i h itt lBleichmittel

● Sind Oxidationsmitteln

Beim bleichen werden die konjugierten p‐Elektronensysteme● Beim bleichen werden die konjugierten p‐Elektronensysteme chromorpher Verbindungen oxidativ zerstört.

(di h h V bi d t i ht d T il d Möl k l● (die chromorpher Verbindung entspricht dem Teil des Mölekuls, welches die Farbe verursacht)

● Früher wurden auch Bleichmittel auf Chlorbasis (Natriumhypochlorit) verwendet

● Heute wird  fast immer sauerstoffbasierte Bleiche eingesetzt, besonders Wasserstoffperoxid in flüssigen und Natriumperborat in 

l fö i Bl i h E d h Bl i h k ipulverförmigen Bleichen. Es werden auch Bleichaktivatoren eingesetzt, da Perborate erst ab einer Temperatur von 60 Grad aktiv werdenaktiv werden

Bl i h itt lBleichmittel

Pulverförmigen Bleichen

Flüssigen BleichenFlüssigen Bleichen

St bili tStabilisatoren

● Verhindern die unkontrollierte Zersetzung des● Verhindern die unkontrollierte Zersetzung des Perborats durch Komplexierung der Schwermetallionen "Prinzip der stabilisiertenSchwermetallionen  Prinzip der stabilisierten Sauerstoffentbindung" 

● Beispiel: Ethylendiamintetraacetat

S h l tSchaumregulatoren

● Zuviel Schaum hemmt die Waschleistung, zu wenig Schaum führt zur Schädigung an Textilien (infolge zu starker Reibungskräfte beim Waschen)

Schauminhibitor Schaumbooster

• Unpolare Molekülen, die sich bei der Schaumbildung mit in die Ph flä h d S h

• Polare Molekülen

• Fördern die Stabilität und damitPhasengrenzfläche des Schaumes einlagern

• Fördern die Stabilität und damit Haltbarkeit des Schaumes.

• Senkung der Stabilität und der Haltbarkeit der Seifenblasen

W thä tWasserenthärter

● Hartes Wasser wird verursacht durch Mg ‐ und Ca‐ Ionen. DieseKationen behindern die Waschwirkung

● Bei der Wasserenthärtung wird das harte Wasser über einBei der Wasserenthärtung wird das harte Wasser über einKationenaustauscherharz geleitet.

Ionenaustauscherharz besteht aus einer festen Phase mit sauren● Ionenaustauscherharz besteht aus einer festen Phase mit saurenoder basichen Gruppen, die durch Kationen oder Anionen einerdurch das Harz laufenden Lösung ersetzt werden könneng

● Früher wurden Polyphosphate eingesetzt , die aber aufgrund ihrerUmweltschädlichkeit durch Zeolithen ersetzt sind.Umweltschädlichkeit durch Zeolithen ersetzt sind.

Z lithZeolithen

● Sind komplexe Silikate Mineralien. Sie werden auch Builder genannt

● Zeolithe bestehen aus einer mikroporösen Gerüststruktur aus AlO4‐‐

und SiO4‐Tetraedern. Dabei sind die Aluminium‐ und Silicium‐und SiO4 Tetraedern. Dabei sind die Aluminium und SiliciumAtome untereinander durch Sauerstoffatomeverbunden.

Z lithZeolithen

● Auf Grund der großen inneren Oberfläche

haben die Zeolithen viele technische

A d i BAnwendungen wie z.B

Wasserenthärter in Waschmitteln

Katalysatoren für Industrie Prozesse Katalysatoren für Industrie‐Prozesse

Als Adsorbens für Adsorptionskältemaschinen

Als Filter

Z lithZeolithe

● In der Waschmittelindustrie wird Zeolithe A benutzt.

● Das ist ein Natrium – Aluminium Silikat mit der allgemeine FormelNax[(AlO2)x(SiO2)y] x zH2O.Na [(AlO ) (SiO ) ] x zH O. 

Z lithZeolithen

NachteileNachteile

Builder wasserunlöslich weitere Hilfsstoffe sind nötig um eine stabile Dispersion zu erzeugen

In Deutschland hat sich deshalb ein System ohne Zeolith A durchgesetzt in dem hohe Seifenanteile als Gerüststoff wirken unddurchgesetzt, in dem hohe Seifenanteile als Gerüststoff wirken und die Wasserhärte binden

Üb bli kÜberblick

Entfernung von Öl bzw. Fett Flecken durch Tensiden

Üb bli kÜberblick

Üb bli kÜberblick

Q ll bQuellenangabe

● A.F. Hollemann, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Walter de G 102 A fl 2007Gruyter, 102.Auflage, 2007

● C.E. Housecroft, A.G. Sharpe, Anorganische Chemie, Pearson- Studium, 2.Auflage, 20062006

● M. Binnewies, M. Jäckel, Allegemiene und Anorganische Chemie, Spektrum1 Auflage 20041.Auflage, 2004

Internet Seiten

● http://de.wikipedia.org/wiki/

● http://www.chemienet.info/4-ten.html

● http://www.waesche-waschen.de/woerterbuch/bleichmittel.html

● http://www.seilnacht.com/waschm/vollw.htmlp