نقش پلیمرها در شوینده های لباس
امروزه در شوینده های لباسشویی از انواع مختلف مواد اولیه شیمیایی استفاده می شود که هر کدام نقش خاص خود را ایفا می کنند. این مواد شامل سورفکتانت ها، دیسپرس کننده ها، آنزیم ها و سایر ترکیبات هستند. پلیمر، به عنوان یک ماده چند منظوره، می تواند نقش مؤثری در این ترکیبات ایفا کند. این ماده با انجام چندین وظیفه به طور هم زمان، به ساده تر شدن فرمولاسیون مواد شوینده کمک کرده و عملکرد کلی آن ها را بهبود می بخشد.
پلیمر ایده آل: چند منظوره و زیست تخریب پذیر
برند ها و مصرف کنندگان دوستدار محیط زیست به دنبال جایگزین هایی هستند که علاوه بر افزایش قدرت پاک کنندگی مواد شوینده، از سیاره و منابع آبی ما نیز محافظت کنند.
پلی نیل HP (سدیم پلی آکریلات) و پلی نیل CP (کوپلیمر مالئیک اکریلیک) نقش های متعددی را ایفا می کنند و در فرمول بسیاری از شوینده های موفق یافت می شوند. این مواد به عنوان دیسپرس کننده و کیلیت کننده موثر شناخته می شوند و از بازگشت لک بر روی پارچه جلوگیری می کنند، این ترکیبات زیست تخریب پذیر، غیر سمی می باشند و در سیستم های آبی قابل استفاده می باشند. همچنین، این مواد پایداری حرارتی و شیمیایی عالی دارند که به افزایش طول عمر و عملکرد محصولات کمک می کند.
تاریخچه استفاده از پلیمرها:
در ابتدا، پلیمرها ارزش چندانی در فرمولاسیون مواد شوینده و پاک کننده نداشتند. در عوض، ترکیبات فسفاته مانند تری فسفات سدیم (STP) و فسفات های سدیم/ پتاسیم به طور گسترده در فرمولاسیون مواد شوینده مورد استفاده قرار می گرفتند و تا حدود ۵۰ درصد وزنی این ترکیبات را تشکیل می دادند. STP نقش مهمی در فرآیند شستشو ایفا می کند و چندین ویژگی ارزشمند دارد. این ترکیب با کاتیون های چند ظرفیتی مانند یون های کلسیم و منیزیم تشکیل کمپلکس می دهد. در نتیجه، سختی آب کاهش یافته و عملکرد سورفکتانت ها بهبود می یابد.
تری فسفات سدیم (STP) همچنین در حذف، پراکندگی و معلق نگه داشتن آلودگی های آزاد شده و ایجاد ساختار مناسب در پودر های شوینده نقش دارد. با این حال، در طول سال ها مشخص شد که فسفات ها باعث رشد سریع جلبک ها و گیاهان در دریاچه ها و سایر منابع آبی می شوند. این مسئله منجر به کاهش کیفیت آب و ارزش تفریحی دریاچه ها شد. به دلیل نگرانی های زیست محیطی و قوانین و محدودیت های دولتی در مورد استفاده از فسفات ها، تولیدکنندگان تلاش کردند تا ترکیبات مواد شوینده را بازطراحی کنند. چندین دهه تلاش و هزینه های چند میلیون دلاری صرف یافتن جایگزین های ایمن، کارآمد و اقتصادی برای فسفات ها شد. برخی از جایگزین های بالقوه که به بازار عرضه شدند، شامل ترکیباتی بر پایه نیتریلو‌تری استات (NTA)، سیترات سدیم و زئولیت ها بودند.
نیتریلو‌تری استات (NTA) دارای قدرت پاک کنندگی و کیلیت کنندگی خوبی است، اما بعدها توسط موسسه ملی علوم بهداشت محیطی (NIEHS) به دلیل تهدیدات مضر برای سلامت جنین، به ویژه هنگامی که با فلزات سنگین مانند کادمیوم و جیوه ترکیب می شود، ممنوع شد.
از سوی دیگر، سیترات سدیم از لحاظ زیست محیطی ایمن بوده و به دلیل حلالیت خود، با فرمولاسیون مواد پاک کننده سازگار است. با این حال، از نظر هزینه و اثربخشی، معمولاً نسبت به تری فسفات سدیم (STP) ضعیف تر است. در مواردی که آب حاوی مقدار بالایی از این یون ها باشد، سیستم زئولیت به یک سازنده کمکی نیاز دارد که محلول در آب باشد.
پلی کربوکسیلات ها به عنوان مؤثرترین افزودنی ها برای این سیستم شناخته شده اند. با این حال، عملکرد آن ها از طریق تشکیل کمپلکس با یون های سخت موجود در آب انجام نمی شود، بلکه این مواد به پراکندگی نمک های کلسیم مانند کربنات یا فسفات کلسیم و ذرات خاک آزاد شده در طی فرآیند شستشو کمک می کنند. به دلیل در دسترس بودن این مواد پلیمری با هزینه های مناسب و ویژگی های منحصر به فرد و چند کاره، تولیدکنندگان و محققان به بررسی بیشتر پلی کربوکسیلات ها ترغیب شدند.
در حال حاضر کاربرد پلیمر ها ( طبیعی و مصنوعی) در محصولات پاک کننده خانگی، به طور چشمگیری افزایش یافته است. این مواد برای سال ها بخش مهمی از فرمولاسیون مواد شوینده بوده اند و ۹۰ درصد پلیمر های مورد استفاده در این زمینه به دسته پلی کربوکسیلات ها تعلق دارند.
پلی کربوکسیلات های اصلی که در محصولات پاک کننده استفاده می شوند شامل همو پلیمرهای مشتق شده از اسید اکریلیک (PAA) و کوپلیمرهای اسید اکریلیک/مالئیک (PAA/MA) هستند. این مواد از بازگشت مجدد آلودگی به سطح و ایجاد رسوب جلوگیری کنند.
