Кислородные отбеливатели и их применение¶

Кислородные отбеливатели — это класс чистящих и отбеливающих средств, действующим началом которых являются кислородсодержащие соединения, выделяющие активный кислород. В отличие от хлорсодержащих препаратов, они не образуют токсичных хлорорганических соединений и применяются как в бытовой химии, так и в промышленной обработке текстиля, целлюлозы и бумаги.

¶Химическая основа

Главные действующие вещества кислородных отбеливателей — пероксид водорода (H₂O₂) и его производные: перкарбонат натрия (2Na₂CO₃·3H₂O₂), перборат натрия (NaBO₂·H₂O₂·3H₂O), а также надкислоты и их соли. В водном растворе эти соединения распадаются с выделением активного кислорода, который окисляет окрашенные загрязнения и пигменты, разрушая хромофорные группы органических молекул.

Перкарбонат натрия при растворении в воде диссоциирует на карбонат натрия и пероксид водорода:

2Na₂CO₃·3H₂O₂ → 2Na₂CO₃ + 3H₂O₂

Пероксид водорода далее разлагается с выделением атомарного кислорода, обеспечивающего отбеливающий эффект. Скорость реакции существенно возрастает при нагревании: большинство кислородных отбеливателей эффективны при температуре от 40–60 °C, а оптимальный результат дают при 60–90 °C.

¶История

Пероксид водорода был получен Луи Тенаром в 1818 году. В конце XIX века его начали применять для отбеливания текстиля и волос. Перборат натрия как компонент стиральных порошков вошёл в употребление в первой половине XX века. Перкарбонат натрия, более экологичный (не содержит бора), получил распространение во второй половине XX века, особенно в странах с жёсткими экологическими требованиями к бытовой химии.

В России кислородные отбеливатели выпускаются с советского периода; перборатные порошки были стандартом для стирки хлопковых и льняных тканей. В постсоветские десятилетия ассортимент расширился за счёт импортных и отечественных средств на основе перкарбоната.

¶Виды и формы выпуска

• Порошковые универсальные средства — включают перкарбонат или перборат натрия в составе стиральных порошков и пятновыводителей.
• Кислородные пятновыводители — концентрированные порошки или гранулы, добавляемые непосредственно в воду или в барабан стиральной машины.
• Таблетки и капсулы — дозированные формы для стирки и чистки.
• Жидкие средства на основе пероксида водорода — для локальной обработки тканей и поверхностей.
• Пасты и гели — для чистки сантехники, кухонных поверхностей, швов плитки.

¶Применение

¶Бытовая стирка

Кислородные отбеливатели добавляют к основному моющему средству при стирке белых и цветных тканей. Они удаляют органические пигменты (вино, кофе, чай, ягоды, пот), не повреждая волокна. В отличие от хлора, они безопасны для большинства тканей, включая цветные, если соблюдён температурный режим.

¶Чистка поверхностей

Растворы перкарбоната и пероксида применяются для удаления плесени, налёта, органических загрязнений с плитки, сантехники, кухонных принадлежностей. Щелочная среда (за счёт карбоната натрия) усиливает моющий эффект.

¶Промышленность

В текстильной промышленности кислородные отбеливатели используются для подготовки и отбеливания хлопковых, льняных и вискозных тканей. В целлюлозно-бумажной отрасли пероксид водорода применяется для отбеливания целлюлозы без использования хлора (так называемая ECF- и TCF-отбелка). В пищевой промышленности пероксид водорода ограниченно применяется как дезинфицирующее средство.

¶Медицина и косметология

Пероксид водорода используется как антисептик, а также в составе средств для осветления волос. В стоматологии применяются гели на основе пероксида карбамида для отбеливания зубов.

¶Преимущества и ограничения

Преимущества кислородных отбеливателей по сравнению с хлорными:

• отсутствие токсичных хлорорганических побочных продуктов;
• безопасность для цветных тканей при соблюдении режима;
• разложение на безвредные компоненты (вода, кислород, карбонат натрия);
• отсутствие резкого запаха.

Ограничения:

• требуется нагрев воды для активации (в холодной воде эффективность низкая);
• более медленное действие по сравнению с хлором;
• не всегда справляются с застарелыми или специфическими загрязнениями (ржавчина, некоторые красители);
• перборат натрия содержит бор, что ограничивает его применение в ряде стран по экологическим соображениям.

¶Активаторы и усилители

Для повышения эффективности при низких температурах в состав средств вводят активаторы — тетраацетилэтилендиамин (TAED) и нонаноилоксибензолсульфонат натрия (NOBS). Они реагируют с пероксидом, образуя надкислоты, которые отбеливают уже при 30–40 °C. Это позволило создавать «активированные» кислородные отбеливатели, пригодные для стирки в современных энергосберегающих машинах.

¶Безопасность и регулирование

Кислородные отбеливатели относятся к веществам умеренной опасности. Концентрированные порошки и растворы могут вызывать раздражение кожи и слизистых, поэтому при работе рекомендуются перчатки и проветривание. Пероксид водорода в высоких концентрациях (свыше 10 %) является окислителем и требует осторожного обращения.

В России оборот бытовых химических средств регулируется техническими регламентами Таможенного союза, в частности ТР ТС 005/2011 (упаковка) и санитарными нормами Роспотребнадзора. Средства подлежат обязательной декларации соответствия.

¶Экологические аспекты

Кислородные отбеливатели считаются более экологичными, чем хлорные: продукты их разложения — вода, кислород, карбонаты — не накапливаются в окружающей среде и не образуют токсичных соединений. Однако пербораты содержат бор, который в высоких концентрациях может негативно влиять на водные экосистемы; в Европейском союзе пербораты в бытовой химии в значительной степени вытеснены перкарбонатами.

¶Рынок и производители

Мировой рынок кислородных отбеливателей формируют крупные химические компании, выпускающие сырьё (перкарбонат, перборат, пероксид водорода), и производители готовых бытовых средств. В России перкарбонат натрия производится рядом химических предприятий; готовые средства представлены как зарубежными брендами, так и отечественными марками. Рост спроса связан с переходом потребителей на бесхлорные средства и развитием стиральных машин с низкотемпературными программами.

Источники: технические регламенты Таможенного союза; справочники по бытовой химии; материалы по химии пероксидных соединений; отраслевые обзоры рынка бытовой химии.