Tvättkemi

Vattentvätt

Tensider hit och tensider dit, men hur fungerar det egentligen ?

Tensider har använts i flera tusen år, i en Sumerisk kilskrift ca 3000 år före Kristus beskrivs hur man tillverkar en slags såpa med 5.5 delar pottaska blandat med en del olivolja.
Och det finns över 2 500 olika tensider eller tensidliknande ämnen, dessa har vitt skilda användningsområden bl a inom matlagning och livsmedel till gruvor och mineralutvinning till rengöring som följande information kommer att handla om.

Vad är egentligen tensider ?
Tensider är ytaktiva ämnen som bl a sänker vattnets ytspänning.
Det finns Anjoniska tensider, Nonanjoniska tensider, Katjoniska tensider och Amfolytiska tensider
Tensid är en molekyl som kanske bäst kan beskrivas som ett "huvud med en svans" där huvudet är den vattenlösliga delen (hydrofil) och svansen är den fettlösliga delen (hydrofob) den vattenlösliga delen bestämmer för övrigt vad för slags tensid det är.

Smuts består oftast av fett i någon form och tvätteffekten uppstår genom att tensiderna "borrar" in svansarna i fettet och skapar därigenom en hinna runt fettklumpen och lyfter ut smutsen i det omgivande vattnet. under mekanisk bearbetning av textilierna.

De olika tensiderna är:

Anjontensider, negativt laddade
Katjontensider, positivt laddade
Nonajontensider, oladdade
Amfolytiska tensider, laddningen beror på pH värdet

När man löser tvålmolekyler i vatten kommer molekylerna att klumpa ihop sig i små "taggiga" bollar där den vattenlösliga delen kommer att vara vänd utåt mot vattnet och den fettlösliga svansen som inte tycker om vatten kommer att vända sig så långt som möjligt från vattnet dvs in mot centrum av bollen. Dessa klumpar kallas Miceller och består av ca 50 tvålmolekyler.

Varför är blöt tvål hal när man tar i den?
Ju högre mängd tvål som är löst i vatten desto halare blir blandningen och Micellerna och tvålmolekylerna övergår till en flytande kristalin struktur i flera lager av molekyler, dessa lager lager har sinsemellan en mycket låg friktion.

Micellbildningen är inte det enda sättet för molekylsvansen att undvika vatten de kan tom sticka ut svansen i tomma luften för att undvika vatten. Blåser vi ner luft i en tvål eller såp lösning kommer dessa molekyler att bilda en hinna med sina svansar in emot luften, när bubblan sedan stiger mot ytan och träffar på luft igen kommer andra molekyler att sticka ut svansarna i fria luften. Därmed har ett tunt vattenskikt inneslutits mellan två hinnor molekyler. Det mycket tunna vattenfilmen stabiliseras med hjälp av tvålen eller såpan. När man gör såpbubblor vill man få dessa hinnor så starka som möjligt

Anjontensider
Ingår nästan alltid i tvätt, disk och rengöringsmedel

Katjontensider
Ingår nästan alltid i tvätt, disk och rengöringsmedel

Amfolytiska tensider kan uppträda både som Anjoniska tensider eller Katjoniska tensider beroende på pH värdet. Vid låga pH uppträder de som Katjontensider och vid höga pH som Anjontensider. De har en mild rengörande verkan och används ofta i barnschampon.

Katjoniska tensider skiljer sig genom att den polära ytan är positivt laddad och dras därför mot negativt laddade ytor. Dessa används bl a som hårbalsam eftersom de dras till hårets proteiner och stannar kvar efter sköljning och motverkar statisk elektricitet. De används även som sköljmedel (minskar statisk elektricitet) och som tvättmedel för vissa plaster.

Man kan inte blanda Katjoniska tensider (balsameffekt) med Anjontensider (rengörande effekt) eftersom dessa dras till varandra och bildar svårlösliga salter utan att vare sig rengöra håret eller minska statisk elektricitet

Moderna miljövänliga tensider består av raka kolkedjor från fettalkoholer med sulfatgrupper och/eller eterbindningar som polära grupper

-Vattnets hårdet
Vattnets hårdhet mäts i dH och spelar mycket stor roll för tvättresultatet, dvs desto mjukare vatten desto bättre tvättresultat. Hårt vatten märks även på kalkutfällningar i tvättmaskinen.

Att göra vattnet mjukt kallas att avhärda vattnet och görs ofta med hjälp av Fosfater i tvättmedel.
Fosfat är en form av fosfor som i sin tur är en av tre livsnödvändiga näringsämnen för alla gröna växter, de övriga två är kväve och kalium.
Reningsverken förr i tiden klarade inte av att ta hand om fosfaterna vilket starkt bidrog till övergödning av många sjöar

I Sverige har vi mjukt vatten med undantag av Skåne, Gotland, Öland, Uppsala, Östhammar, Siljansbygden och några ställen till med kalkgrund.
Vallentunas vatten håller en hårdhet på 6dH vilket är medelhårt till mjukt

0 - 2,1 dH Mycket mjukt
2,2 - 4,9 Mjukt
5,0 - 9,8 Medelhårt
9,9 - 21,0 Hårt
21,1 Mycket hårt
Ska större mängder vatten avhärdas används istället en så kallat jonbytaraggregat

-Blekmedel
Blekmedel används för att bleka smuts som tensiderna inte rår på t ex fläckar av blod.
Natriumperborat eller perborat var tidigare ett av de vanligaste blekmedlen men verkar först vid ca 60 grader och är effektivast vid 90 grader.
Numera har det ersatts med natriumperkarbonat eller perkarbonat som är skonsammare mot miljön.
Tetraacetyletylendiamin eller TAED används för att blekprocessen ska starta vid lägre temperatur t ex vid fintvätt i 40 grader.

-Optiskt vitmedel
Optiska vitmedel har ingen tvätteffekt men tvätten ser vitare ut. Vita textilier innehåller ofta optiska vitmedel när vi köper dem, och blir naturligt gråare ju fler gånger de tvättas.
De fungerar så att det bryter det ultravioletta ljuset till synligt vitt ljus och textilierna ser vitare ut än de egentligen är.
De flesta tvättmedel innehåller inte optiska vitmedel.

-Enzymer
Enzymer är biologiska ämnen som bryter bl a bryter ner proteiner i fläckar av t ex ägg, blod, choklad och finfördelar dessa så att tensiderna kan ta hand om dem. De hjälper även tensiderna att tvätta effektivare vid lägre temperatur.

Carboxymetylcellulosa eller CMC hindrar smuts som är upplöst i vatten att fastna på textilierna igen.
Parfymer används bl a för att dölja lukten av de övriga ämnena i tvättmedlet. Parfymer kan hos känsliga personer orsaka allergier.
Soda och silikater skyddar tvättmaskinen mot rost
Natriumsulfat används i äldre tvättmedel för att motverka klumpbildning

Kemtvätt
Innebär rengöring av textilier med olika lösningsmedel och speciella maskiner.