IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

ОЧИСТКА ТКАНЕЙ ОТ ПЯТЕН РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Орлова К.А., Кондратьева К.В., Тюрина С.Г.

Военный институт материального обеспечения

Вольск, Россия

CLEANING CLOTH STAIN DIFFERENT ORIGINS

Orlova K.A., Kondrateva K.V., Tyurina S.G.

Volsk Military Logistic Institute

Volsk, Russia

Введение

История появления химчистки. Как всё начиналось – короткий экскурс в историю.

Первая химчистка появилась во Франции в 1825 году, и появилась она, как это обычно происходит, в результате случайности.

Владелец завода по производству красок в Париже Жан-Батист Жолли, как говорит легенда, случайно опрокинул лампу, пролив на скатерть раствор скипидара. Жолли заметил, что когда раствор испарился, место разлива на скатерти стало чистым. После этого он решил замочить всю скатерть в скипидаре. Он был так поражен результатом, что решил дальше продолжить исследования.

Жолли вместе со своим пасынком решили открыть своё дело по чистке одежды. Метод сухой чистки долгое время оставался строжайшим секретом и был назван англичанами как «Французская чистка». Растворитель, который использовал Жолли, назывался камфин – легко воспламеняющееся вещество, которое использовалось в своё время в лампах.

Термин «сухая чистка» использовался ещё до появления органических растворителей. Он использовался при описании методов чистки текстиля, в которых использовались абсорбирующие вещества и порошки. Эти техники использовались ещё в эпоху римской империи, когда было необходимо удалить маслянистые пятна с одежды.

Использование растворителя при чистке имело ряд значительных преимуществ, например: отмечено, что в 1980 году постирать пиджак занимало 1 ч 30 мин., отгладить его – 1 ч 30 мин, почистить пиджак растворителем занимало всего 30 мин., отгладить – 1 ч. Переход от стирки к методу сухой чистки происходил медленно. В самом начале процесс сухой чистки происходил в ручную, в медных кадках, которые выносили на улицу. Стоит отметить, что метод сухой чистки был открыт во Франции, но первый механизированный опыт был проведён в 1869 году в Великобритании.

К концу второй мировой войны прогрессивное развитие машин для сухой чистки и появление растворителя – перхлорэтилена в 1920 году, привело к появлению химчисток бытового обслуживания. Время исполнения заказов сократилось от одной недели до 4 часов и даже меньше, в зависимости от типа изделий. Но, к сожалению, такое стремительное развитие привело к ухудшению качества чистки, в основном это произошло от того, что оператор химчистки бытового обслуживания не обладал всеми профессиональными навыками, которыми владели операторы промышленных химчисток.

Метод сухой чистки прогрессировал, постоянно появлялись новые разработки. Сейчас предприятия химчисток оснащены современными машинами, что позволяет проводить более эффективную и бережную чистку одежды.

Вещество лучше растворяется в жидкости, если оно обладает той же полярностью и сходными прочими характеристиками.

Всем известно, что масло и вода не смешиваются: если мы добавим каплю масла в стакан с водой, с этой каплей ничего не произойдет, она не растворится. С другой стороны, если в воду капнуть спирт (или этанол, как говорят химики), капля сразу исчезнет, потому что она растворилась. Это можно проверить, добавив каплю красного вина в стакан с водой. Химики объясняют такое поведение веществ эмпирическим правилом «подобное растворяется в подобном».

Дело в том, что вода – полярное вещество. Электроны в молекуле воды большую часть времени проводят около кислорода, и, хотя суммарный электрический заряд всей молекулы равен нулю, молекула воды со стороны водорода становится положительно заряженной. Молекула этанола также полярная, и поэтому между молекулами воды и этанола могут образовываться водородные связи. В каком-то смысле вода и этанол «хватаются» друг за друга. При перемешивании этих двух веществ их молекулы взаимодействуют, и этанол быстро растворяется.

С другой стороны, масло состоит из неполярных молекул, поэтому между ними и молекулами воды нет связей. И вода не может «схватиться» за углеводородные молекулы масла. В свою очередь, масло не может присоединиться достаточно прочно к какой-либо молекуле воды, чтобы оттолкнуть другие молекулы воды, как происходило бы при растворении. Масло не «подобно» воде и не растворяется в ней.

В обычной жизни мы часто используем правило «подобное растворяется в подобном», хотя, наверное, не отдаём себе в этом отчёт. Мы применяем моющие вещества – молекулы с особой структурой. У них длинный углеводородный хвост (неполярный, как и у масла) присоединён к сильно полярной головке. И, когда такая молекула встречается со слоем жира на поверхности, которую мы моем, хвост проникает внутрь этого слоя, а полярные головки торчат наружу. Эти головки затем связываются с полярными молекулами воды, и жир удаляется с поверхности. Вот за счёт чего моющие средства отстирывают одежду и моют посуду.

1. Химчистка на дому

1.1 Друзья Мойдодыра – мыло и синтетические моющие средства

Мыла – это представители особой группы органических веществ. Мыла являются солями жирных кислот, как правило, натриевыми и калийными солями.

Все моющие средства, стиральные порошки относятся к поверхностно активным веществам (ПАВ). Убедимся в этом на опытах. Молекулы воды крепко скреплены друг с другом с помощью водородных связей, а на поверхности воды образуется плотная плёнка. Эта водная плёнка при стирке препятствует удалению грязи и жира. Разрушить её можно с помощью добавления моющих средств. ПАВ снижают поверхностное натяжение воды и способствуют растворению веществ-загрязнителей, которые в обычных условиях в ней не растворяются.

Опыт № 1.Почему мыло моет?

В пробирку с водой добавить 1-2 капли раствора фенолфталеина. Никакого изменения в окраске не происходит. Теперь в эту же пробирку опустить кусочек мыла или мыльного порошка и хорошо размешать раствор. Сразу же появляется малиновая окраска, указывающая на присутствие щёлочи.

Грязь прилипает к тканям или какой-либо поверхности и прочно удерживается, главным образом, благодаря взаимному притяжению пограничных молекул. Вода не способна разорвать эти силы. Мыло же уменьшает силы поверхностного натяжения, обволакивает частички пеной и отрывает их от поверхности. А щелочная среда помогает мылу работать.

1.2 Основы химической чистки

При химической чистке одежду обрабатывают различными растворителями. В результате жировые загрязнения растворяются. Самыми распространёнными органическими растворителями являются: ацетон, бензол, бензин, гексан и т.д.

Опыт № 2.Домашняя химчистка

На три кусочка хлопчатобумажной ткани (размером примерно 3х3 см) нанести по капле подсолнечного масла и оставить на 1-2 дня на воздухе. Через 1-2 дня с одного кусочка попробовать смыть пятно мылом. Другой кусочек положить в пробирку с 2-3 мл ацетона. Третий тоже положить в пробирку с 2-3 мл гексана. Подержать ткань в растворителях 5-10 минут, вынуть при помощи стеклянной палочки. В хорошо проветриваемое место положить их на чистый лист бумаги. Когда ткани просохнут, посмотреть, что с ними произошло.

Результат: обработанный мылом кусок ткани остался со слабыми следами жира; на кусках, обработанных гексаном и ацетоном, следов жира не осталось.

Попробуем разобраться, почему вещи перед химчисткой нежелательно стирать. Мыло имеет формулу С₁₇Н₃₅СООNa. То есть имеет длинный «хвост»-С₁₇Н₃₅, который растворяется в жире, а заряженный конец –СОО^- растворяется в воде. Если пятно жира обработать мылом, то «хвост» растворится в нём, а заряженные части будут торчать наружу и не подпустят неполярные молекулы органических растворителей к жиру.

Опыт № 3.Почему вещи перед химчисткой не надо стирать?

Кусок ткани, который в предыдущем опыте обработали мылом, и на нём остались следы жира, обработать гексаном, как это делали в предыдущем опыте. В хорошо проветриваемое место положить его на чистый лист бумаги. Когда ткань просохнет, посмотреть, что с ней произошло.

Результат: как ни странно, жир останется, то есть химчистка не помогла.

А теперь давайте выясним, почему, когда сдаёшь одежду в химчистку, советуют отпарывать пластмассовые пуговицы.

Опыт № 4. Органические растворители и пластмасса

В стаканчик налить 5-10 мл ацетона, положить в него несколько разных пластмассовых пуговиц и закрыть чашкой для выпаривания. Через полчаса слить ацетон и попробовать взять пуговицы пинцетом.

Результат: некоторые из пуговиц размякли, а какие-то вовсе расползлись. Так, можно сделать вывод, что ацетон и другие органические растворители взаимодействуют с некоторыми пластмассами.

Способы удаления мазута с одежды

Мазут – это продукт переработки нефти. В нём содержатся смолы и нефтяные масла. Вы испачкали свою одежду мазутом? Это плохо, но не страшно. Просто вы должны знать, что обычной стиркой пятна мазута убрать невозможно. Перед тем, как постирать загрязнённую вещь, её нужно предварительно обработать специальными средствами. Вариантов удаления мазутных пятен несколько, поэтому вам нужны будут различные средства. Выберите наиболее удобный для вас способ.

А) Если одежду вы испачкали сильно, то не надо обрабатывать только грязные пятна. Надо обрабатывать всю вещь целиком. В ведро налейте бензин, чтобы вещь вся им покрылась, и опустите в него вашу одежду на 3 часа. После этого вещь нужно постирать дважды. Вначале постирайте в тазике с порошком вручную. Не стирайте вещь сразу после обработки в машинке, нельзя. Потом простирайте вещь в машинке автомате при высокой температуре 60-90 градусов.

Б) Если вы только задели вашу одежду мазутом в нескольких частях, обработайте только пятна. Для этого вам понадобятся бензин или уайт-спирит, ацетон или растворитель. Губку надо смочить в одном из средства и нанести средство на пятна. Оставьте вещь на один час. После этого также простирайте вначале вручную в тазике с порошком. Потом при высокой температуре 60-90 градусов в машинке.

В) Можно приготовить другой раствор для удаления мазутных пятен. В равных частях смешайте скипидар, нашатырный спирт, пищевую соду и крахмал. Смочите в этом растворе губку и нанесите его на все пятна. Пусть раствор просохнет в течение трёх часов. После этого опять-таки стираете вещь вручную, потом стираете в машинке при высокой температуре.

Г) Если у вас есть средства, которые содержат высокоактивный бензин, они тоже помогут вам избавиться от мазутных пятен. Губку смочите в этом средстве и нанесите на грязные места одежды на 3-4 часа. Когда раствор полностью высохнет, простирайте вещь вручную, потом заложите в машинку с добавлением порошка при высокой температуре.

Опыт № 5.Как удалить мазут с одежды?

В чашку Петри положить кусочек хлопчатобумажной ткани, испачканной мазутом.При помощи губки обработать пятна мазута бензином или растворителем 646. После высыхания бензина и растворителя в горячей воде с обычным стиральным порошком простирать ткани в ручную.

Результат: пятна мазута были удалены частично, осталось небольшое светло серое пятно.

1.3 Отбеливатели

Часто различные красящие вещества настолько сильно въедаются в ткань, что даже после многочисленных стирок бельё оказывается не белым, а серым или желтоватым. Для придания ему первоначальной белизны, используют отбеливатели, которые разрушают молекулы красителя. С некоторыми отбеливателями мы встречаемся достаточно часто. Но при стирке их обычно не используют, так как обработанные ими ткани становятся менее прочными. Обычно используют специальные органические вещества, содержащие либо так называемый активный, то есть легко отщепляющийся, хлор, либо соединения, в молекуле которых присутствует пероксидная цепочка, то есть цепочка из двух связанных атомов кислорода -О-О-. Отбеливатели на основе хлора действуют эффективнее, но при этом разрушают ткани и разъедают металлические трубы.

Отбеливатели, содержащие активный хлор, легко определить. Большинство из них пахнет хлоркой. Все они под действием соляной кислоты выделяют газообразный хлор, который можно определить по запаху.

Опыт № 6.Определение присутствия активного хлора в отбеливателях и стиральных порошках с отбеливающим эффектом

Растворить твёрдый отбеливатель или стиральный порошок в 10 мл воды и добавить немного соляной кислоты. Если выделяется запах хлора (хлорки), значит в данных веществах присутствует активный хлор.

1.4 Как удалить ржавчину, пятна йода и чернила от шариковой ручки

Сегодня в магазинах можно найти всё, что угодно. Удивительно, но в наличии даже имеются специальные пятновыводители для различных веществ. Но не всегда они есть под рукой. Использовать мыло, синтетические моющие средства и отбеливатели тоже можно не всегда. Попробуем выяснить, как удалить различные загрязнения с одежды тем, что есть на кухне, в аптечке или в хозяйственном магазине, то есть различными веществами, которые нас окружают.

Существуют реактивы, которые растворяют ржавчину. Например, лимонная или щавелевая кислота.

Опыт № 7.Как удалить ржавчину

Насыпать в пробирку 1 см по высоте лимонной или щавелевой кислоты и налить воды на четверть по высоте пробирки. Заткнуть пробирку пробкой и перемешать, чтобы кислота растворилась. В чашку Петри положить образец ткани с пятном ржавчины и добавить туда кислоту. Примерно через час посмотреть, что произошло с пятном ржавчины.

Результат: через час ржавчина исчезает.

Для удаления пятен йода можно использовать пероксид водорода (перекись водорода – Н₂О₂, дезинфицирующее средство для обработки ран) или тиосульфат натрия – Na_2S2O₃ (проявитель для фотографии).

Опыт № 8.Как вывести пятно йода

Нанести пятно йодной настойки на кусочек ткани и оставить его на несколько часов (2-3часа). После чего попробовать смыть его водой. Скорее всего, пятно несколько поблекнет, но останется. Теперь растворить 2-3 ложечки тиосульфата натрия в 1-2 мл воды и полученным раствором смочить пятно йода.

Результат: пятно йода обесцвечивается.

Потёкшая ручка или опрокинутые чернила могут доставить массу неприятностей. Одежду покрывают замысловатые синие узоры, которые, на первый взгляд, не поддаются чистке. А кляксы на бумаге или ошибки в важных документах и вовсе выглядят как приговор. Существует специальный пятновыводитель для чернил. Такое средство должно быть в арсенале любой мамы школьника, ведь именно трудолюбивые ученики частенько пачкаются шариковыми ручками. Если не нашли такую бутылочку! Нет проблем, которые невозможно решить! Вывести чернила с одежды и бумаги можно. А как это лучше сделать, мы и рассмотрим, проделав несколько опытов. Помните, что деликатные ткани (шёлк, атлас, шерсть) не любят агрессивную чистку. Если вы сомневаетесь в пригодности приготовленного средства конкретно для вашей одежды, то сначала испробуйте его в незаметном месте. Можно капнуть немного на шов или изнаночную сторону изделия. Также соблюдайте осторожность с цветными тканями. Растворитель или отбеливатель просто испортит вещь, оставив на ней некрасивые разводы. Итак, вот самые действенные способы борьбы с чернилами на одежде. Всё зависит от размера загрязнения и качества ткани.

А)Как убрать чернила от шариковой ручки с тонких и нежных тканей. Для удаления чернильного пятна с таких тканей подойдет лимонный сок. Кислота, которая в нём содержится, бережно очищает поверхность от чернил, но не травмирует сам материал. Выдавите сок одного лимона и с помощью кисточки или ватной палочки осторожно нанесите его на пятно. Для тончайших материалов лимонный сок можно слегка развести водой. Подождать полчаса и постирать образец в мыльной тёплой воде. Не забудьте хорошо ополоснуть. При необходимости можно повторить процедуру несколько раз до полного исчезновения пятна.

Б)Как убрать чернила от шариковой ручки с белых и достаточно грубых материй.Для таких тканей подойдёт и обычная белизна. Этот способ идеален, если вы случайно поставили точку или небольшую черточку на рубашке. В случае больших пятен, вывести чернила с одежды белизна не сможет. Точнее краску она растворит, но может оставить голубые разводы на ткани. Белые ткани также не боятся перекиси водорода или нашатырного спирта. Разведите чайную ложку любого вещества в стакане воды и протрите смесью пятно.

В)Если вы случайно испачкали ручкой кожаную куртку, то приступайте к очистке незамедлительно. Пока чернила свежие, их можно вывести обычной солью. Присыпьте пятно и ждите полного впитывания красителя. Для закрепления результата протрите изделие лимонным соком. Данный вариант также подходит для кожаной мебели, которую ваше чадо может порисовать ручкой или фломастером.

Г)Вывести чернила с одежды из синтетических материалов легко с помощью жидкости для снятия лака или обычным растворителем. Для цветных тканей такой метод не подходит.

Д) Достаточно эффективным средством для борьбы с чернилами является смесь уксуса и этилового спирта. Используйте их в равных долях, желательно подогрейте самодельный пятновыводитель на водяной бане.

Е) Нежнейший шёлк очищайте с помощью горчицы. Разведите сухой порошок водой, чтобы получилась однородная кашица. Смажьте пятно и оставьте на сутки. Далее постирайте вещь в тёплой воде.

Ж) Вывести чернила с одежды из цветной ткани легко скипидаром. Протрите пятно и подождите час. Далее прополосните изделие в тёплой подсолённой воде. Стирка в мыльном растворе закончит процесс.

Опыт № 9. «Эффективное» средство для борьбы с чернилами

Приготовим смесь уксусной кислоты и этилового спирта. Для этого возьмем 10 мл 9% уксусной кислоты и 10 мл 70% этилового спирта. Немного подогреем смесь на водяной бане. Обработаем чернильное пятно этой смесью при помощи губки. Через несколько минут (5-10 минут) оценим результат и простираем ткань с мыльным раствором. Хорошо прополоскать.

Результат: чернильное пятно не удалось убрать полностью. Необходимо использовать ещё какие-нибудь средства, например отбеливатель.

Опыт № 10. Как убрать чернила от шариковой ручки с ткани из нежнейшего шёлка

Способ 1. Разведём 1 столовую ложку сухого порошка горчицы небольшим количеством воды, чтобы получилась однородная кашица. Смажем пятно и оставим на сутки. Через сутки оценим результат и постираем ткань в тёплой воде.

Способ 2. Обработали загрязнённое пятно жидкостью для снятия лака. Результат: чернила с нежной шёлковой ткани удалены успешно.

1.5 Подобное в подобном, или что в чём растворяется

Попробуем подвести итог по первой части исследовательской работы, найти закономерность между различными загрязнениями и способами их очистки. Давайте на опыте в этом разберёмся.

Опыт № 11. Смешивающиеся и несмешивающиеся жидкости

Взять 6 пробирок. В первые три налить 1-2 мл воды, в четвёртую и пятую – подсолнечное масло, в шестую – гексан. Теперь в первую и четвёртую пробирку прилить 1-2 мл гексана, во вторую – подсолнечного масла, а в третью, пятую и шестую насыпать по 2 ложечки поваренной соли.

Результат: соль не растворяется в масле и гексане – в тех же жидкостях, с которыми не смешивается вода.

Дело в том, что молекула воды – полярна. Она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Атомы кислорода очень «любят» электроны и перетягивают их с атомов водорода на себя. Поэтому атом кислорода заряжается немного отрицательно, а атом водорода – немного положительно. Получается, что заряды в молекуле воды немного разделены в пространстве. Поэтому и говорят, что молекула воды – полярна.

А вот молекула гексана состоит из углерода и водорода. Они «любят» электроны примерно одинаково, поэтому друг с друга электроны не перетягивают. Зарядов на атомах не образуется, и молекула оказывается неполярной.

Ещё в древности алхимики вывели принцип «подобное растворяется в подобном». Поэтому вода растворяет соединения с полярными молекулами или такие соединения, которые образуют заряженные частицы. А гексан растворяет неполярные соединения. В молекуле подсолнечного масла есть очень длинные неполярные «хвосты», из-за которых масло в воде не растворяется, а в гексане растворяется легко.

Если вещества хорошо смешиваются с водой, они называются гидрофильными (от греческого «гидрос» – вода и «филио» – люблю). Если же вещества хорошо смешиваются с жирами, то они называются липофильными (от греческого «липос» – жир).

Ацетон – гидрофильный и липофильный растворитель. Молекула ацетона полярна (в ней есть атом кислорода, который перетягивает электроны с углерода), поэтому ацетон с водой смешивается. С другой стороны, в молекуле ацетона есть неполярные СН₃ – группы. Поэтому ацетон смешивается как с полярными, так и с неполярными жидкостями. И его очень часто используют для удаления самых различных загрязнений.

Опыт № 12. Удаление пятна от ржавчины

Fe(OH)₃ + 3CH₃COOH → 2H₂O + (CH₃COO)₃Fe – ацетат железа (III),

Результат: способ подходит для застарелых и свежих пятен, однако он неприемлем к тканям, окраска которых портится от кислот.

Опыт № 13. Удаление пятна от йода

2Na_2S2O₃ + I₂ → Na_2S4O₆ + 2NaI

Na₂SO₃+ I₂ + H₂O → Na₂SO₄ + 2HI

Белковые пятна с хлопчатобумажных и льняных тканей убрать легко: постирать в растворе моющего средства, в состав которого входят биодобавки – ферменты, разлагающие белки.

1.6 Пятна от крови

Как удалить пятна крови? Свежие пятна от крови вывести будет легче, чем старые. Просто помойте холодной водой. Подержите ткань с пятном под струей холодной воды – и оно исчезнет полностью. В горячей воде белок, содержащийся в крови, сворачивается и связывается с волокнами ткани – удалить такое пятно будет очень сложно.Вещь с застарелыми пятнами крови замочите в солёной воде, затем нанесите на пятно перекись водорода. Вывести такое пятно крови получится очень быстро.

Заключение

На протяжении нескольких месяцев я занималась вопросом домашней химчистки. Поработав с литературой, установила, что эффективность удаления пятен зависит от природы пятна, степени застарелости и подбора средств. При длительном нахождении пятна на ткани вещество пятна окисляется кислородом воздуха и глубоко проникает внутрь ткани.

Я выяснила, что все пятна условно можно разделить на три группы:

• от веществ, растворимых в воде (сахара, мёда, кофе, чая, сока, силикатного или столярного клея и др.);

• от веществ, растворимых в органических растворителях типа бензина, этилового спирта, ацетона. Это жировые пятна: от машинного масла, масляных красок, крема, жирного соуса, майонеза;

• от веществ, плохо растворимых и в воде, и в органических растворителях. Такие пятна получаются от молока, яйца, крови, мочи, т.е. всего того, что содержит белковые вещества.

Каждый вид пятен требует своего способа удаления, причём для многих из них приходится сочетать различные варианты чистки.

Исходя из этого, можно сформулировать общие правила выведения пятен:

• надо определить происхождение пятна;

• выбрать подходящий растворитель или пятновыводящий состав;

• проверить действие состава на ткань и её окраску на незаметном участке изделия;

• подложить под обрабатываемый участок ткани мягкий, хорошо впитывающий жидкость материал – марлю, мягкую тряпочку, бумажную салфетку или туалетную бумагу, а затем тампоном нанести растворитель, перемещаясь от краёв пятна к центру;

• при необходимости, если пятно обширное или застарелое, оставить тампон с растворителем на ткани на несколько часов.

Иногда «помогают» растворению, нагревая тампон тёплым, но не горячим утюгом. Этот приём требует особой осторожности, поскольку такие растворители, как ацетон, горючи и огнеопасны. Если после выведения пятна образовался «ореол», его удаляют повторной обработкой, используя чистый тампон. На влажное после обработки пятно помещают сухой крахмал или алебастр, после впитывания влаги его стряхивают.

Главное – не откладывать «на потом»: свежие пятна, как правило, выводятся легко и просто, в то время как старые отчищаются с трудом или остаются навсегда.

Список использованных источников

1. Сапходоева О.И., Френкель Е.Н. и др. Химия: учеб. пособие / под общ. ред. О.И. Сапходоевой [Текст]. – Вольск: ВВИМО, 2015. – 402 с.

2. Федорова А.Ф. Технология химической чистки и крашения: Учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. [Текст] – М.: Легпромбытиздат, 1990. – 336 с.

3. Химия моющих средств : учебник [Электронный ресурс]: http://esucivud.negodis.ru/3/52/himiya-moyuschih-sredstv-uchebnik

Код для цитирования: Скопировать