Informationen über Seife und Waschmittel

Reinigungsprodukte spielen in unserem täglichen Leben eine wichtige Rolle. Indem sie Schmutz, Bakterien und andere Verunreinigungen sicher und effektiv entfernen, helfen sie uns, gesund zu bleiben, unsere Häuser und unser Eigentum zu pflegen und unsere Umgebung angenehmer zu gestalten.

Wir sind uns bewusst, dass das öffentliche Verständnis der Sicherheit und Vorteile von Reinigungsprodukten für deren ordnungsgemäße Verwendung von entscheidender Bedeutung ist. Um dieses Verständnis zu vertiefen, haben wir die wichtigsten Entwicklungen in der Geschichte der Reinigungsprodukte zusammengefasst, einschließlich der Chemie ihrer Funktionsweise; die Verfahren zur Bewertung ihrer Sicherheit für Mensch und Umwelt; die Funktionen verschiedener Produkte und ihrer Inhaltsstoffe; und die gängigsten Herstellungsverfahren.

I. Chemie.

Um zu verstehen, was für eine effektive Reinigung erforderlich ist, ist es hilfreich, die Grundlagen der Seifen- und Reinigungsmittelchemie zu kennen.

Wasser, die üblicherweise zum Reinigen verwendete Flüssigkeit, hat eine Eigenschaft, die als Oberflächenspannung bezeichnet wird. In einem Gewässer ist jedes Molekül von anderen Wassermolekülen umgeben und angezogen. An der Oberfläche sind diese Moleküle jedoch nur auf der Wasserseite von anderen Wassermolekülen umgeben. Spannung entsteht, wenn Wassermoleküle an der Oberfläche in das Gewässer gezogen werden. Diese Spannung führt dazu, dass Wasser auf der Oberfläche (Glas, Stoff) abperlt, was die Benetzung der Oberfläche verlangsamt und den Reinigungsprozess hemmt. Sie können den Effekt der Oberflächenspannung beobachten, indem Sie einen Wassertropfen auf eine Arbeitsplatte geben. Der Tropfen behält seine Form und breitet sich nicht aus.

Während des Reinigungsprozesses muss die Oberflächenspannung reduziert werden, damit Wasser diffundieren und die Oberfläche benetzen kann. Chemikalien, die dies effektiv bewirken, werden Tenside oder Tenside genannt. Sie sollen Wasser „feuchter“ machen.

Tenside erfüllen auch andere wichtige Funktionen bei der Reinigung, wie zum Beispiel das Lösen, Emulgieren (Dispergieren in Wasser) und das Halten des Schmutzes in der Schwebe, bis er abgespült werden kann. Tenside sorgen außerdem für Alkalität, was zur Entfernung von saurem Schmutz beiträgt.

Tenside werden nach ihren ionischen (Ladungs-)Eigenschaften im Wasser klassifiziert: anionisch (negativ geladen), nichtionisch (ungeladen), kationisch (positiv geladen) und amphoter (positiv oder negativ geladen). Seife ist ein anionisches Tensid. Weitere anionische und nichtionische Tenside sind die Hauptbestandteile heutiger Waschmittel. Schauen wir uns nun die Chemie der Tenside genauer an.

II. Seifenwasser.

Seife ist das Natrium- oder Kaliumsalz wasserlöslicher Fettsäuren.

Seife wird aus Fetten und Ölen bzw. deren Fettsäuren durch chemische Behandlung mit einer starken Base hergestellt.

Zunächst betrachten wir die Zusammensetzung von Fetten, Ölen und Laugen; Dann werden wir den Prozess der Seifenherstellung Revue passieren lassen.

1. Fette und Öle

Die bei der Seifenherstellung verwendeten Fette und Öle stammen aus tierischen oder pflanzlichen Quellen. Jedes Fett oder Öl besteht aus einer einzigartigen Mischung mehrerer verschiedener Triglyceride.

In einem Triglyceridmolekül sind drei Fettsäuremoleküle an ein Glycerinmolekül gebunden. Es gibt viele Arten von Triglyceriden; Jeder Typ besteht aus einer eigenen spezifischen Kombination von Fettsäuren.

Fettsäuren sind Bestandteile von Fetten und Ölen, die bei der Seifenherstellung verwendet werden. Sie sind schwache Säuren und bestehen aus zwei Teilen:

Eine Carbonsäuregruppe, bestehend aus einem Wasserstoffatom (H), zwei Sauerstoffatomen (O) und einem Kohlenstoffatom (C) sowie einer an die Carbonsäuregruppe gebundenen Kohlenwasserstoffkette. Typischerweise besteht es aus einer langen geraden Kette von Kohlenstoffatomen (C) mit zwei Wasserstoffatomen (H) pro Kohlenstoffatom (C).

2. Alkali

Alkalien sind lösliche Salze von Alkalimetallen wie Natrium oder Kalium. Ursprünglich wurden die bei der Seifenherstellung verwendeten Alkalien aus der Asche von Pflanzen gewonnen, heute werden sie jedoch kommerziell hergestellt. Heute beschreibt der Begriff Alkali eine Substanz, die chemisch gesehen eine Base (im Gegensatz zu einer Säure) ist und mit Säuren reagiert und diese neutralisiert.

Die bei der Seifenherstellung üblicherweise verwendeten Basen sind Natriumhydroxid (NaOH), auch Natronlauge genannt, und Kaliumhydroxid (KOH), auch Kalilauge genannt.

3. Wie wird Seife hergestellt?

Die Verseifung von Fetten und Ölen ist das am weitesten verbreitete Verfahren zur Herstellung von Seife. Dabei werden Fette und Öle erhitzt und mit flüssiger Lauge zu Seife und Wasser (reine Seife) sowie Glycerin umgesetzt.

Der andere wichtige Prozess der Seifenherstellung ist die Neutralisierung von Fettsäuren mit Lauge. Die Fette und Öle werden durch Hochdruckdampf hydrolysiert (abgebaut), um Rohfettsäuren und Glycerin zu erzeugen. Anschließend werden die Fettsäuren durch Destillation gereinigt und mit Alkali neutralisiert, um Seife und Wasser (reine Seife) herzustellen.

Wenn die Base Natriumhydroxid ist, entsteht Natriumseife. Natriumseife ist „harte“ Seife. Wenn die Base Kaliumhydroxid ist, entsteht Kaliumseife. Kaliumseifen sind weicher und kommen in einigen flüssigen Handseifen und Rasiercremes vor.

Das Carboxylatende des Seifenmoleküls wird von Wasser angezogen. Man nennt es das hydrophile (wasserliebende) Ende. Die Kohlenwasserstoffkette wird von Ölen und Fetten angezogen und von Wasser abgestoßen. Es wird das hydrophobe (wasserhassende) Ende genannt.

4. Wie wirkt sich die Wasserhärte auf die Reinigungsergebnisse aus?

Obwohl Seife ein gutes Reinigungsmittel ist, ist sie bei hartem Wasser weniger wirksam. Die Wasserhärte wird durch Mineralsalze wie Kalzium (Ca) und Magnesium (Mg) sowie das gelegentliche Vorhandensein von Eisen (Fe) und Mangan (Mn) verursacht. Die Mineralsalze reagieren mit Seife und bilden einen unlöslichen Niederschlag, den sogenannten Seifenfilm oder Schaum.

Seifenfilm lässt sich nicht leicht abspülen. Es neigt dazu, zu bleiben und sichtbare Ablagerungen auf der Kleidung zu bilden, und sorgt dafür, dass sich die Stoffe steif anfühlen. Es kann auch in Badewannen, Waschbecken und im Inneren von Waschmaschinen installiert werden.

Einige Seifen werden verbraucht, indem sie mit Mineralien aus hartem Wasser reagieren und einen Film bilden. Dadurch verringert sich die zur Reinigung zur Verfügung stehende Seifenmenge. Selbst wenn Kleidung in weichem Wasser gewaschen wird, werden einige Härtemineralien von der Erde auf der Kleidung getragen. Seifenmoleküle sind nicht sehr vielseitig und können nicht an die heutige Vielfalt an Fasern, Waschtemperaturen und Wasserbedingungen angepasst werden.

III. Tenside im Waschmittel.

Reinigungsmittel sind wirksame Reinigungsprodukte, da sie ein oder mehrere Tenside enthalten. Aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung können die in Waschmitteln verwendeten Tenside so konzipiert werden, dass sie unter verschiedenen Bedingungen eine gute Leistung erbringen. Solche Tenside reagieren weniger empfindlich auf Härtemineralien im Wasser als Seife und die meisten bilden keinen Film.

Als Reaktion auf den Mangel an tierischen und pflanzlichen Fetten und Ölen während des Ersten und Zweiten Weltkriegs wurden Waschtenside entwickelt. Darüber hinaus wurde eine Substanz benötigt, die gegen hartes Wasser beständig ist, um die Reinigung effektiver zu machen. Damals erwies sich Öl als ergiebige Quelle für die Herstellung dieser Tenside. Heutzutage werden Waschtenside aus einer Vielzahl petrochemischer (aus Öl gewonnener) und/oder oleochemischer (aus Fetten und Ölen gewonnener) Stoffe hergestellt.

1. Petrochemikalien und Fettchemikalien

Wie die bei der Seifenherstellung verwendeten Fettsäuren enthalten Erdöl und Fette Kohlenwasserstoffketten, die Wasser abstoßen, aber von Ölen und Fetten im Boden angezogen werden. Diese Kohlenwasserstoffketten werden verwendet, um die wasserabweisenden Enden von Tensidmolekülen herzustellen.

2. Andere Chemikalien

Chemikalien wie Schwefeltrioxid, Schwefelsäure und Ethylenoxid werden verwendet, um hydrophile Enden von Tensidmolekülen herzustellen.

3. Alkalien

Wie bei der Seifenherstellung werden auch bei der Herstellung von Waschtensiden Alkalien verwendet. Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid sind die häufigsten Basen.

4. Wie Waschtenside hergestellt werden

Anionische Tenside

Die Chemikalie reagiert mit Kohlenwasserstoffen aus Erdöl oder Fetten und Ölen und erzeugt neue Säuren ähnlich den Fettsäuren.

In einer zweiten Reaktion wird der neuen Säure eine Base hinzugefügt, um ein anionisches Tensidmolekül zu erzeugen.

Nichtionische Tenside

Nichtionische Tensidmoleküle werden hergestellt, indem zunächst Kohlenwasserstoffe in Alkohole umgewandelt werden und die Fettalkohole dann mit Ethylenoxid umgesetzt werden.

Diese nichtionischen Tenside können mit schwefelhaltigen Säuren weiter umgesetzt werden, um eine andere Art von anionischem Tensid zu bilden.

5. Wie wirken Seifen und Reinigungsmittel?

Diese Arten von Energien interagieren miteinander und sollten im richtigen Gleichgewicht sein. Mal sehen, wie sie zusammenarbeiten.

Angenommen, Ihre Kleidung weist Ölflecken auf. Wasser allein wird diese Verschmutzungen nicht entfernen. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass die im Boden vorhandenen Öle und Fette die Wassermoleküle abstoßen.

Jetzt fügen wir Seife oder Reinigungsmittel hinzu. Das hydrophobe Ende des Tensids wird von Wasser abgestoßen, wird aber vom Öl im Boden angezogen. Gleichzeitig wird das hydrophile Ende von den Wassermolekülen angezogen.

Diese gegensätzlichen Kräfte lockern den Boden und suspendieren ihn im Wasser. Warmes oder heißes Wasser hilft dabei, das Öl im Boden aufzulösen. Durch Rühren in der Waschmaschine oder Reiben mit der Hand lässt sich der Schmutz entfernen.

IV. Sicherheit

Die Seifen- und Waschmittelindustrie führt neue Produkte ein, wenn sich die Bedürfnisse und Lebensstile der Verbraucher ändern und neue Herstellungsverfahren entstehen. Vom Beginn der Entwicklung eines neuen Produkts bis zur Markteinführung hat die Verpflichtung zur Sicherheit oberste Priorität. Das Unternehmen bewertet die Sicherheit bestehender Reinigungsprodukte, indem es mit Verbrauchern spricht, wissenschaftliche Entwicklungen überprüft und Produktnutzungsdaten überwacht, die den Sicherheitsbewertungsprozess beeinflussen können.

Um die Sicherheit eines Reinigungsmittelinhaltsstoffs zu bestimmen, bewerten Industriewissenschaftler die Toxizität des Inhaltsstoffs. Als Toxizität wird allgemein jede schädliche Wirkung einer Chemikalie auf lebende Organismen wie Menschen, Tiere, Pflanzen oder Mikroorganismen definiert. Da alle Chemikalien, einschließlich Wasser, unter bestimmten Expositionsbedingungen giftig sind, müssen Wissenschaftler viele Faktoren berücksichtigen, die die Exposition beeinflussen. Dazu gehören die Dauer und Häufigkeit der Exposition gegenüber dem Bestandteil; die Konzentration des Bestandteils zum Zeitpunkt der Exposition; und der Weg und die Art und Weise, wie die Exposition erfolgt (z. B. Augen, Haut oder Verschlucken). Diese Informationen sind von wesentlicher Bedeutung für die Beurteilung von Auswirkungen auf Menschen, Tiere, Pflanzen oder Mikroorganismen.

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Da bei der Beurteilung der menschlichen Sicherheit und der Umwelt unterschiedliche Arten von Expositionen berücksichtigt werden, werden sie über unterschiedliche Prozesse durchgeführt. Die Hauptschritte des Bewertungsprozesses sind jedoch dieselben. Dazu gehören:

• Zusammenstellung vorhandener Daten zu Toxizität und Exposition;
• Identifizieren, wo neue Informationen benötigt werden, und gegebenenfalls Durchführung geeigneter Studien; Und
• Feststellung, ob das vorhergesagte Expositionsniveau unter dem Niveau liegt, das erhebliche toxische Wirkungen verursacht.

Dieser Sicherheitsbewertungsprozess ermöglicht es Wissenschaftlern, etwaige potenzielle Risiken vorherzusagen, die mit der Verwendung eines Inhaltsstoffs oder Produkts verbunden sind, und festzustellen, ob es für Verbraucher und die Umwelt sicher ist.

Die Medizin hat seit langem den wichtigen Zusammenhang zwischen Sauberkeit und Gesundheit bestätigt. Die regelmäßige Verwendung von Reinigungsmitteln ist für die Gesundheit unserer Gesellschaft und das Wohlergehen unserer Menschen von entscheidender Bedeutung.

Da Reinigungsmittel zu unserem täglichen Leben gehören, ist es wichtig, dass sie kein erhebliches Gesundheitsrisiko darstellen. Bei der Betrachtung der menschlichen Sicherheit eines einzelnen Inhaltsstoffs oder Produkts konzentrieren sich Toxikologen (Wissenschaftler, die die Sicherheit von Chemikalien beurteilen) auf die Auswirkungen zweier Arten der Exposition: absichtliche und unbeabsichtigte. Eine absichtliche Exposition liegt vor, wenn Reinigungsmittel gemäß den Anweisungen des Herstellers verwendet werden. Unbeabsichtigte Expositionen können durch Missbrauch, unsachgemäße Lagerung oder versehentlichen Kontakt (z. B. Spritzer von flüssigen Reinigungsmitteln in die Augen) entstehen.

Die Gefahren dieser Art von Exposition werden auf der Grundlage von Informationen beurteilt, die durch akute (kurzfristige) und chronische (langfristige) Tests sowie eine Überprüfung der verfügbaren Daten gewonnen wurden. Im Rahmen dieser Bewertung werden voraussichtliche Expositionswege berücksichtigt.

Die Beurteilung der menschlichen Sicherheit beginnt mit dem spezifischen Inhaltsstoff und erstreckt sich dann auf das gesamte Produkt. Die Produkte werden unter Berücksichtigung der Wirkung aller Inhaltsstoffe formuliert.

Toxikologen vergleichen die zu erwartenden Expositionen bei der Herstellung und Verwendung des Produkts mit den zu erwartenden Auswirkungen. Wie werden die Arbeiter im Werk exponiert? Was ist der Verwendungszweck des Produkts? Soll es verdünnt werden? Unverdünnt? Täglicher Gebrauch zu Hause? Wöchentlich am Arbeitsplatz? Toxikologen berücksichtigen auch die zu erwartenden Auswirkungen einer unbeabsichtigten Exposition. Welche potenzielle Gefahr besteht beispielsweise, wenn ein Kind das Produkt direkt aus der Flasche trinkt?

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