2. СВОЙСТВА И НАЗНАЧЕНИЕ АКТИВНЫХ ДОБАВОК В СИНТЕТИЧЕСКИХ МОЮЩИХ СРЕДСТВАХ

2.1. Жидкие добавки
2.1.1. Растворы силиката натрия

В качестве неорганических активных добавок в производстве CMC используются щелочные соли - силикаты натрия. Порошкообразные моющие средства содержат от 2 до 10% (масс.) силиката натрия, который вводится в CMC в виде водного раствора (жидкое стекло).
Силикаты натрия - натриевые соли кремневых кислот общей формулы mNa₂O*nSiO₂ .Отношение числа молекул Si0₂ и Na₂0 называют кремнеземным модулем; он определяет растворимость и другие свойства силикатов натрия, значение его колеблется от 1,0 до 4,0. В CMC для стирки тканей, как правило, применяют силикат натрия с модулем 1,7 - 2,5, в CMC для очистки твердых поверхностей - 0,5 -1,0. 28

Таблица 5. Значения рН растворов метасипикета натрия различной концентрации

Жидкое стекло имеет сильную щелочную реакцию, так как гидролиз их протекает с образованием гидроксид-ионов:

Na₂OSi0₂ + 2H₂0=2Na+ +Si0₂*H₂0 + 20H^-.

Метасиликат натрия существует в двух кристаллических формах: с пятью молекулами воды (температура плавления 78,2 °С) и с девятью молекулами воды (температура плавления 48 °С). Первая форма содержит 42,5% (масс.) воды, вторая - 57,3% (масс.) воды.
Значения рН раствора метасиликата натрия в зависимости от его Концентрации приведены в табл. 7. Из литературных источников известно, что силикаты натрия уменьшают деструкцию триполифосфа-та натрия при производстве CMC и являются хорошими ингибиторами коррозии металлов. Минимальной защитной концентрацией Na₂Si0₃ в растворе является 700 мг/л. Кроме того, силикатно-фосфатные добавки уменьшают критическую концентрацию мицеллообразования ПАВ и увеличивают их поверхностную активность.
Растворы силиката натрия при рН ниже 10,9 становятся неустойчивыми (выделяется кремневая кислота в виде геля); при нагревании они разлагаются с выделением аморфного кремния. Образование нерастворимой кремневой кислоты может происходить при хранении порошкообразных CMC. Это обусловлено поглощением СО₂ воздуха и понижением рН среды. Деполимеризация силиката протекает с выделением Si0₂. Средство борьбы с этим явлением - применение непроницаемой для паров воды и воздуха упаковки и увеличение содержания силиката в CMC. В закрытых сосудах растворы жидкого стекла хорошо сохраняются, но на воздухе разлагаются и тем сильнее, чем выше кремнеземный модуль.
Силикаты натрия способствуют получению сыпучих порошков, улучшают моющую способность готового продукта, предохраняют ткань от повторного осаждения на ней загрязнений, уменьшают деструкцию триполифосфата натрия; они стабилизируют рН раствора, понижают пылеобразование моющих порошков, улучшают их товарные качества, обладают слабым дезинфицирующими действием.
При добавлении водорастворимых силикатов (мета- и ортосиликатов натрия) насыпная плотность порошков увеличивается.

Таблица 6. Плотности водных растворов силикатов различной концентрации

Промышленностью выпускается несколько видов силикатов натрия, используемых в CMC:
ортосиликаты натрия (Na₂Si0₄) с модулем 0,48; выпускаются в кристаллической форме, применяются для придания моющим средствам повышенной щелочности (CMC для обезжиривания поверхности металлов, мытья стеклотары и др.);
метасипикаты натрия (Na₂Si0₃) с модулем 1,0; выпускаются в виде кристаллогидратов и в безводной форме; первые чаще всего используются при производстве CMC различного назначения небашенным методом (механическим смешением компонентов), второй - в моющих средствах для посудомоечных машин;
дисиликаты натрия (Na₂O *2SiO₂) с модулем 2,0; используются при производстве порошкообразных CMC башенным методом, применяются, как правило, в виде растворов;
силикаты натрия с модулем 3 и выше; они труднорастворимы в воде, быстро разлагаются при нагревании или в присутствии продуктов реакции кислого характера с выделением нерастворимых осадков, которые забивают фильтры, форсунки распылительной сушилки и т.д.; применение таких силикатов в производстве CMC вызывает технологические трудности.
В табл. 6 приведены плотности водных растворов силикатов различной концентрации.
Используемое в производстве порошкообразных CMC жидкое стекло представляет собой густую жидкость желтого или серого цвета с плотностью 1,35 - 1,5 г/см³.