Úloha chelatačných činidiel v pracích prostriedkoch
Chelát, chelát tvorený chelatačnými činidlami, pochádza z gréckeho slova Chele, čo znamená krabie klepeto. Cheláty sú ako krabie klepetá, ktoré zadržiavajú kovové ióny, ktoré sú vysoko stabilné a ľahko sa dajú odstrániť alebo použiť. V roku 1930 bol v Nemecku syntetizovaný prvý chelát - EDTA (kyselina etyléndiamíntetraoctová) na liečbu pacientov s otravou ťažkými kovmi a následne bol chelát vyvinutý a použitý na každodenné chemické umývanie, v potravinárstve, priemysle a iných aplikáciách.
V súčasnosti patria medzi hlavných svetových výrobcov chelatačných činidiel spoločnosti BASF, Norion, Dow, Dongxiao Biological, Shijiazhuang Jack a tak ďalej.
Ázijsko-tichomorský región je najväčším trhom pre chelatačné činidlá s viac ako 50 % podielom a odhadovanou veľkosťou trhu viac ako 1 miliarda USD, s hlavnými aplikáciami v priemysle čistiacich prostriedkov, úpravy vody, osobnej starostlivosti, papiera, potravinárstva a nápojov.
(Molekulová štruktúra chelatačného činidla EDTA)
Chelatačné činidlá kontrolujú kovové ióny cheláciou ich multiligandov s komplexmi kovových iónov za vzniku chelátov.
Z tohto mechanizmu možno pochopiť, že mnoho molekúl s viacerými ligandami má takúto chelačnú schopnosť.
Jednou z najtypickejších je vyššie uvedená EDTA, ktorá môže poskytnúť 2 atómy dusíka a 4 karboxylové atómy kyslíka na spoluprácu s kovom a môže použiť 1 molekulu na pevné obalenie iónu vápnika, ktorý potrebuje 6-koordináciu, čím vytvára veľmi stabilný produkt s vynikajúcou chelatačnou schopnosťou. Medzi ďalšie bežne používané chelátory patrí fytát sodný, ako je glukonát sodný, tetrasodná soľ glutamanu diacetátu sodného (GLDA), aminokyseliny sodné, ako je trisodná soľ metylglycíndiacetátu (MGDA), a polyfosfáty a polyamíny.
Ako všetci vieme, či už vo vode z vodovodu alebo v prírodných vodných plochách, v plazme sa nachádza vápnik, horčík a železo. Tieto kovové ióny pri dlhodobom obohacovaní prinesú nasledujúce účinky na náš každodenný život:
1. Látka nie je správne vyčistená, čo spôsobuje usadzovanie vodného kameňa, stvrdnutie a stmavnutie.
2. Na tvrdom povrchu nie je vhodný čistiaci prostriedok a usadzuje sa vodný kameň
3. Usadeniny vodného kameňa v riade a skle
Tvrdosť vody sa vzťahuje na obsah iónov vápnika a horčíka vo vode a tvrdá voda znižuje prací účinok. V detergentoch môže chelatačné činidlo reagovať s iónmi vápnika, horčíka a iných kovov vo vode, čím sa zmäkčí kvalita vody, zabráni sa reakcii plazmy vápnika a horčíka s účinnou látkou v detergente a neovplyvní sa prací účinok, čím sa zlepší účinnosť pracieho prostriedku.
Okrem toho môžu chelačné činidlá tiež zvýšiť stabilitu zloženia detergentu a znížiť jeho náchylnosť na rozklad pri zahrievaní alebo dlhodobom skladovaní.
Pridanie chelatačného činidla do pracieho prostriedku môže zvýšiť jeho čistiacu silu, najmä v oblastiach, kde je prací účinok výrazne ovplyvnený tvrdosťou vody, ako napríklad na severe, juhozápade a iných oblastiach s vysokou tvrdosťou vody. Chelatačné činidlo môže tiež zabrániť usadzovaniu škvŕn od vody a škvŕn na povrchu látky, takže prací prostriedok je priepustnejší a ľahšie priľne k povrchu odevu, čím sa zároveň zlepšuje prací účinok. Zlepšuje belosť a mäkkosť, intuitívny výkon nie je taký sivý a tvrdý pri suchu.
Aj pri čistení tvrdých povrchov a riadu môže chelátové činidlo v detergente zlepšiť rozpúšťaciu a disperznú schopnosť detergentu, takže škvrny a vodný kameň sa ľahšie odstraňujú. Intuitívne fungovanie spočíva v tom, že vodný kameň nezostáva, povrch je priehľadnejší a na skle sa nezachytáva vodný film. Chelátové činidlá sa tiež môžu kombinovať s kyslíkom vo vzduchu a tvoriť stabilné komplexy, ktoré inhibujú oxidáciu kovových povrchov.
Okrem toho sa chelatačný účinok chelatačných činidiel na ióny železa využíva aj v čističoch rúrok na odstraňovanie hrdze.