Rola środków chelatujących w produktach do prania
Chelat, czyli chelat utworzony przez czynniki chelatujące, pochodzi od greckiego słowa „chele”, oznaczającego szczypce kraba. Chelaty przypominają szczypce kraba, które zawierają jony metali, charakteryzujące się wysoką stabilnością i łatwością usuwania lub wykorzystywania. W 1930 roku w Niemczech zsyntetyzowano pierwszy chelat – chelat EDTA (kwasu etylenodiaminotetraoctowego) do leczenia pacjentów z zatruciem metalami ciężkimi, a następnie chelat opracowano i zastosowano w codziennym myciu chemicznym, w przemyśle spożywczym, w przemyśle i innych zastosowaniach.
Obecnie głównymi producentami środków chelatujących na świecie są BASF, Norion, Dow, Dongxiao Biological, Shijiazhuang Jack i inni.
Region Azji i Pacyfiku jest największym rynkiem zbytu dla środków chelatujących, z ponad 50% udziałem i szacowaną wartością rynku przekraczającą 1 miliard dolarów amerykańskich. Główne zastosowania obejmują przemysł detergentów, uzdatniania wody, kosmetyków osobistych, papierniczy, spożywczy i napojów.
(Struktura molekularna środka chelatującego EDTA)
Środki chelatujące kontrolują jony metali poprzez chelatowanie ich wieloligandów z kompleksami jonów metali w celu utworzenia chelatów.
Na podstawie tego mechanizmu można wywnioskować, że wiele cząsteczek zawierających wiele ligandów ma zdolność chelatowania.
Jednym z najbardziej typowych jest wspomniany EDTA, który może zapewnić 2 atomy azotu i 4 karboksylowe atomy tlenu do współpracy z metalem i może wykorzystać 1 cząsteczkę do ścisłego owinięcia jonu wapnia, który wymaga 6 koordynacji, generując bardzo stabilny produkt o doskonałych właściwościach chelatujących. Inne powszechnie stosowane chelatory to fitynian sodu, taki jak glukonian sodu, glutaminian sodu, dioctan tetrasodowy (GLDA), aminokwasy sodowe, takie jak dioctan trisodowy metyloglicyny (MGDA), oraz polifosforany i poliaminy.
Jak wszyscy wiemy, zarówno w wodzie wodociągowej, jak i w naturalnych zbiornikach wodnych znajdują się jony wapnia, magnezu i żelaza, które po długotrwałym wzbogaceniu mają następujące skutki dla naszego codziennego życia:
1. Tkanina nie jest odpowiednio czyszczona, co powoduje odkładanie się kamienia, jej twardnienie i ciemnienie.
2. Na twardej powierzchni nie ma odpowiedniego środka czyszczącego i osadza się kamień.
3. Osady kamienia na naczyniach stołowych i szkle
Twardość wody odnosi się do zawartości jonów wapnia i magnezu w wodzie, a twarda woda osłabia skuteczność prania. W detergentach środek chelatujący może reagować z jonami wapnia, magnezu i innych metali w wodzie, zmiękczając wodę, zapobiegając reakcji plazmy wapnia i magnezu z substancją czynną detergentu i zapobiegając wpływowi na skuteczność prania, zwiększając tym samym skuteczność detergentu.
Ponadto środki chelatujące mogą również sprawić, że skład detergentu stanie się bardziej stabilny i mniej podatny na rozkład podczas podgrzewania lub długotrwałego przechowywania.
Dodatek środka chelatującego do detergentu do prania może zwiększyć jego skuteczność, szczególnie w regionach, gdzie twardość wody ma duży wpływ na skuteczność prania, takich jak północna część kraju, południowy zachód i inne obszary o wysokiej twardości wody. Środek chelatujący może również zapobiegać osadzaniu się plam i zabrudzeń na powierzchni tkaniny, dzięki czemu detergent do prania jest bardziej przepuszczalny i łatwiej przylega do powierzchni odzieży, co jednocześnie poprawia skuteczność prania. Poprawia biel i miękkość, a pranie nie jest tak szare i suche.
Również w czyszczeniu twardych powierzchni i zastawy stołowej, środek chelatujący zawarty w detergencie może poprawić jego zdolność rozpuszczania i dyspergowania, dzięki czemu plamy i kamień są łatwiejsze do usunięcia. Intuicyjne działanie polega na tym, że kamień nie pozostaje na powierzchni, powierzchnia jest bardziej przezroczysta, a na szkle nie osadza się warstwa wody. Środki chelatujące mogą również łączyć się z tlenem zawartym w powietrzu, tworząc stabilne kompleksy, które hamują utlenianie powierzchni metalowych.
Ponadto efekt chelatujący środków chelatujących na jony żelaza jest wykorzystywany także w wyrobach czyszczących do usuwania rdzy.