Úloha chelatačních činidel v pracích prostředcích
Chelát, chelát tvořený chelatačními činidly, pochází z řeckého slova Chele, což znamená krabí klepeto. Cheláty jsou podobné krabím klepetům, které drží kovové ionty, jsou vysoce stabilní a snadno se odstraňují nebo využívají. V roce 1930 byl v Německu syntetizován první chelát - EDTA (kyselina ethylendiamintetraoctová) pro léčbu pacientů s otravou těžkými kovy. Poté byl chelát vyvinut a použit v každodenním chemickém mytí, v potravinářství, průmyslu a dalších aplikacích.
V současné době patří mezi hlavní světové výrobce chelatačních činidel společnosti BASF, Norion, Dow, Dongxiao Biological, Shijiazhuang Jack a další.
Asijsko-pacifický region je největším trhem pro chelatační činidla s více než 50% podílem a odhadovanou velikostí trhu přesahující 1 miliardu USD, s hlavními aplikacemi v průmyslu pracích prostředků, úpravy vody, osobní péče, papíru, potravin a nápojů.
(Molekulární struktura chelatačního činidla EDTA)
Chelatační činidla kontrolují kovové ionty chelatací jejich multiligandů s komplexy kovových iontů za vzniku chelátů.
Z tohoto mechanismu lze pochopit, že mnoho molekul s více ligandy má takovou chelatační schopnost.
Jedním z nejtypičtějších je výše uvedená EDTA, která může poskytnout 2 atomy dusíku a 4 karboxylové atomy kyslíku pro spolupráci s kovem a může použít 1 molekulu k pevnému obalení vápenatého iontu, který potřebuje 6 koordinací, čímž vzniká velmi stabilní produkt s vynikající chelatační schopností. Mezi další běžně používané chelátory patří fytát sodný, jako je glukonát sodný, tetrasodná sůl glutamátu diacetátu sodného (GLDA), aminokyseliny sodné soli, jako je trisodná sůl methylglycindiacetátu (MGDA), a polyfosfáty a polyaminy.
Jak všichni víme, ať už ve vodě z kohoutku nebo v přírodních vodních plochách, existuje plazma vápníku, hořčíku a železa. Tyto kovové ionty při dlouhodobém obohacení přinesou následující účinky na náš každodenní život:
1. Látka není řádně vyčištěna, což způsobuje usazování vodního kamene, tvrdnutí a tmavnutí.
2. Na tvrdém povrchu není vhodný čisticí prostředek a usazuje se vodní kámen
3. Usazeniny vodního kamene v nádobí a sklenici
Tvrdost vody se vztahuje k obsahu iontů vápníku a hořčíku ve vodě a tvrdá voda snižuje prací účinek. V pracích prostředcích může chelatační činidlo reagovat s ionty vápníku, hořčíku a dalších kovů ve vodě, čímž se změkčí kvalita vody, zabrání se reakci plazmy vápníku a hořčíku s aktivní látkou v pracím prostředku a neovlivní se prací účinek, čímž se zlepší účinnost pracího prostředku.
Chelatační činidla mohou navíc také učinit složení detergentu stabilnějším a méně náchylným k rozkladu při zahřívání nebo dlouhodobém skladování.
Přidání chelatačního činidla do pracího prostředku může zvýšit jeho čisticí účinnost, zejména v oblastech, kde je prací účinek výrazně ovlivněn tvrdostí vody, jako je sever, jihozápad a další oblasti s vysokou tvrdostí vody. Chelatační činidlo může také zabránit usazování skvrn od vody a skvrn na povrchu tkaniny, takže prací prostředek je propustnější a snáze přilne k povrchu oděvu, což zároveň zlepšuje prací účinek. Zlepšuje bělost a měkkost, intuitivní výkon není tak šedivý a tvrdý při sušení.
Také při čištění tvrdých povrchů a nádobí může chelatační činidlo v čisticím prostředku zlepšit rozpouštěcí a disperzní schopnost čisticího prostředku, takže skvrny a vodní kámen se snáze odstraňují. Intuitivní účinek spočívá v tom, že vodní kámen nezůstává, povrch je průhlednější a na skle se netvoří vodní film. Chelatační činidla se také mohou s kyslíkem ve vzduchu kombinovat za vzniku stabilních komplexů, které inhibují oxidaci kovových povrchů.
Kromě toho se chelatační účinek chelatačních činidel na ionty železa využívá také v čističích trubek k odstraňování rzi.