الماء الصلب وكلاء مخلبية: ما GLDA و MGDA تفعل في الواقع إلى الكالسيوم والمغنيسيوم

الماء العسر لا يبدو دراماتيكيًا. لا يوجد فشل مرئي ، ولا انهيار مفاجئ. إنه يجعل المنتجات تعمل بشكل أسوأ قليلاً ، كل يوم. ينظف المنظف بشكل أقل ، ويخرج الزجاج مصورًا ، ويشعر النسيج بالصلابة ، ويتراكم المقياس في الماكينة. لا أحد يلوم الماء. يلومون المنتج.

الكيمياء وراء هذا هو واضح ، وذلك هو الإصلاح. وكيل مخلب يحمل الكالسيوم والمغنيسيوم في حل بحيث بقية صياغة يمكن القيام بعملها. يشرح هذا المقال آلية بعبارات واضحة ، وكيف مخلبات القابلة للتحلل GLDA وMGDA تتصرف عندما يكون الماء من الصعب حقا.

ما صلابة الماء هو في الواقع

صلابة المياه هي مقياس للكالسيوم والمغنيسيوم المذاب ، معبراً عنه بمكافئ كربونات الكالسيوم. الوحدات الشائعة هي أجزاء في المليون (جزء في المليون CaCO3) ودرجات الصلابة الألمانية (dH) ، حيث 1 dH يساوي حوالي 17.8 جزء في المليون.

كمقياس تقريبي: أقل من 60 جزء في المليون ناعم ، و 120-180 جزء في المليون صعب ، وأي شيء أعلى من 180 جزء في المليون يعتبر صعبًا للغاية. تعمل أجزاء من جنوب إنجلترا بمعدل 200-300 جزء في المليون. يقع جزء كبير من ألمانيا بين 15 و 25 dH ، وهو أمر صعب للغاية. إسبانيا وجنوب فرنسا متشابهان. على النقيض من ذلك ، فإن بلدان الشمال الأوروبي ناعمة في الغالب ، وهذا أحد الأسباب التي تجعل التركيبات التي تم ضبطها لسوق أوروبية واحدة غالبًا ما تكون ضعيفة الأداء في سوق أخرى.

ماذا يحدث عندما الكالسيوم والمغنيسيوم تشغيل الحرة

في الماء العسر ، تلتقي المواد الخافضة للتوتر السطحي الأنيونية بأيونات الكالسيوم قبل أن تلتقي بالأوساخ. يشكل الكالسيوم أملاحًا غير قابلة للذوبان مع المادة الخافضة للتوتر السطحي ، ويحدث شيئان في وقت واحد: يتم استهلاك المادة الخافضة للتوتر السطحي قبل أن تتمكن من استحلاب التربة ، وترسبات الملح غير القابلة للذوبان على القماش أو الأسطح. هذا هو تأثير الغسيل القاسي والرمادي والفيلم الأبيض على الأواني الزجاجية.

يتفاعل الكالسيوم والمغنيسيوم أيضًا مع الكربونات والبيكربونات في الماء لتشكيل مقياس. داخل غسالة الصحون أو الأنبوب ، يتراكم هذا المقياس دورة بعد دورة. وفي العناية الشخصية ، يحول الماء العسر الصابون إلى صابون ليموني لزج ، وهذا هو سبب إحكام الجلد بعد الغسيل في المناطق الصلبة.

يغير العامل المخلبي كل هذا عن طريق إزالة الأيونات المعدنية من المعادلة قبل أن يبدأ أي من هذه التفاعلات.

كيف يعمل الاستخلاب

عامل مخلب هو جزيء مع عدة مواقع ملزمة مرتبة حول جوهر. عندما يلتقي أيون معدني ، ومواقع ملزمة التفاف حول الكاتيون وتشكيل هيكل حلقة ، وعقد المعدن بشكل آمن في الحل. المعدن لم يعد يمكن أن تتفاعل مع السطحي ، كربونات أو النسيج. يتم تحييدها بشكل فعال.

تتبع نقطتان عمليتان من الآلية. أولاً ، عملية إزالة معدن ثقيل متكافئة: جزيء واحد يربط أيون واحد ، لذلك يجب أن تتطابق الجرعة مع الصلابة. ثانيًا ، يغير الرقم الهيدروجيني التوازن. عند درجة الحموضة المنخفضة ، تتنافس أيونات الهيدروجين مع المعدن لمواقع الربط ، ولهذا السبب تفقد المخلفات الكفاءة في الظروف الحمضية. في التنظيف القلوي ، تكون مواقع الربط مجانية ، ويعمل العزل في أفضل حالاته.

[صورة: أيون الكالسيوم عقد في هيكل حلقة كلاب]

GLDA و MGDA في تركيبات الماء العسر

كلا GLDA (CAS 51981-21-6) و MGDA (CAS 164462-16-2) يعزلان الكالسيوم والمغنيسيوم بشكل فعال وقابلان للتحلل البيولوجي بسهولة تحت اختبار OECD 301. يظهر الفرق عندما يصبح الماء صعبًا وترتفع درجة الحرارة.

تربط MGDA الكالسيوم بقوة أكبر ، وتحافظ على هذه الميزة من خلال النطاق القلوي الذي يعمل فيه غسل الصحون في الغسالة. في غسالة الصحون التي تعمل على ماء 25 dH عند 60 C ، MGDA هو الخيار الموثوق به ، وهذا هو السبب في أنه يهيمن على منظف غسالة الصحون الأوتوماتيكي في أوروبا. كما أنه يتحمل الحرارة المستمرة لدورة التجفيف دون تدهور.

GLDA ليس بعيدًا عن الكالسيوم ، ويحافظ على أدائه عبر نافذة درجة حموضة أوسع بكثير ، تقريبًا من 2 إلى 14. وهذا يجعله الخيار الأفضل حيث يجب أن يعمل منتج واحد في كل شيء من مزيلات الترسبات الحمضية إلى منظفات الأرضيات القلوية ، و تناسب قابلية الذوبان الاستثنائية التركيبات السائلة المركزة.

بالنسبة للمياه شديدة العسر ، فإن الإجابة الصادقة هي أن كلاهما يعمل ، والفرق هو مسألة درجة. تُظهر بيانات التجربة من Yuanlian Chemical ، التي يختبر معملها درجاتها GLDA و MGDA مقابل قدرة عزل الكالسيوم ، أن MGDA تحافظ على الأداء عند مستويات الصلابة حيث تبدأ GLDA في طلب جرعة أعلى قليلاً.

تشيلاتورس وبناة العمل معا

تعتبر Chelators جزءًا من نظام البناء ، وليست بديلاً عن كل شيء. يعمل بناة آخرون بآليات مختلفة:

                ● ترفع كربونات الصوديوم درجة الحموضة وترسب الكالسيوم ، لكن الراسب يمكن أن يترسب كمقياس.

                الزيوليت تبادل الصوديوم للكالسيوم ، لكنها غير قابلة للذوبان وبطيئة في الماء البارد.

                ● Chelators عزل ، وعقد المعدن في حل لذلك لا شيء الودائع على الإطلاق.

هذا المزيج هو ما يجعل التركيبات الحديثة تعمل: مخلب للمعادن ، ومنشئ لدرجة الحموضة ، وسيليكات أو بوليمرات للأسطح. عندما يقول المصمم إنهم "استبدلوا EDTA بـ GLDA" ، فإن ما فعلوه عادةً هو إعادة توازن النظام بأكمله حول مادة عزل قابلة للتحلل.

ترتيب إضافة المسائل في الإنتاج أيضا. في التركيز السائل ، إضافة مخلب قبل السطحي يتيح لها تذوب تماما ويتجنب هطول الأمطار المحلية عندما يتم تخفيف التركيز في وقت لاحق. بعض تركيبات تحمل أيضا فائض صغير من مخلب من خلال التخزين ، لأن المياه المستخدمة في المصنع نادرا ما تكون نقية والمعادن يمكن أن تتسرب من الأنابيب.

[صورة: شرائط اختبار الغسيل وغسل الصحون في مستويات صلابة المياه المختلفة]

الجرعات في الممارسة

لا توجد جرعة عالمية ، ولكن هناك نقطة انطلاق موثوقة. بالنسبة للمنظفات المنزلية ، يعتبر المخلب النشط بنسبة 1-3 في المائة نموذجيًا في المياه اللينة إلى المعتدلة. في المناطق الصعبة ، يرفع القائمون بالتركيب ذلك إلى 3-5 في المائة ، ويمكن أن تحمل مركزات التنظيف الصناعي 5-10 في المائة اعتمادًا على الحمل المعدني.

الطريقة الصحيحة لضبط الجرعة هي اختبار صلابة الدرج: قم بتشغيل نفس الصيغة عند 10 و 20 و 30 dH ، وقياس أداء التنظيف والرغوة والترسيب ، ودع الماء يقرر. يوفر الموردون مثل Yuanlian Chemical إرشادات جرعة نقطة البداية وبيانات مقارنة لدرجاتهم GLDA و MGDA و IDS ، مما يقلل من هذا التمرين إلى حد كبير.

فخ موسمي واحد يستحق المعرفة عنه. ترتفع الصلابة في العديد من المناطق خلال الصيف مع تركيز المصادر السطحية ، لذلك يمكن أن يكون أداء الصيغة التي تم ضبطها في فبراير أقل من الأداء في أغسطس. إعادة فحص الجرعة مرتين في السنة ، بدلاً من مرة واحدة عند الإطلاق ، هي عادة تؤتي ثمارها.

أسئلة متكررة

ما هو الماء العسر ؟

يحتوي الماء العسر على الكالسيوم والمغنيسيوم المذاب ، ويقاس على أنه مكافئ كربونات الكالسيوم في جزء في المليون أو بالدرجات الألمانية. فوق 120 جزء في المليون تقريبًا يعتبر صعبًا ، وفوق 180 جزء في المليون صعب جدًا ، حيث تتجاوز مناطق المملكة المتحدة وألمانيا وإسبانيا وفرنسا هذه المستويات بانتظام.

كم عامل مخلب أحتاج إلى الماء العسر ؟

بالنسبة للمنظفات المنزلية ، ابدأ بنسبة 1-3 في المائة من المخلب النشط وارتفع إلى 3-5 في المائة في مناطق المياه العسرة. قد تحتاج المركزات الصناعية إلى 5-10 في المائة. يعطي اختبار صلابة الدرج عبر 10 و 20 و 30 dH إجابة قائمة على البيانات أسرع من التخمين.

هل يعمل GLDA أو MGDA بشكل أفضل في الماء العسر ؟

تربط MGDA الكالسيوم بقوة أكبر عند درجة الحموضة العالية ودرجة الحرارة العالية ، مما يجعلها الخيار الأول لغسل الأطباق في الماء العسر. تغطي GLDA نطاقًا أوسع من الأس الهيدروجيني وتناسب التركيبات متعددة الأغراض والسائلة. كلاهما بدائل قابلة للتحلل بسهولة لـ EDTA.