резюме
Триполифосфат натрия (STPP), натриевая соль трифосфорной кислоты, широко используется в различных бытовых чистящих средствах, включая жидкое мыло. Известный своей формой белого кристаллического порошка, STPP не имеет запаха, растворим в воде и производится путем соединения мононатрийфосфата и динатрийфосфата в контролируемых условиях. Его основные функции в чистящих средствах включают в себя поглощение жесткости воды, буферизацию рН, эмульгирование грязи и предотвращение повторного осаждения, что делает его высоко ценимым компонентом как в порошковых, так и в жидких моющих средствах. В жидком мыле STPP повышает эффективность очистки, выступая в качестве пеногасителя, хелатирующего агента, диспергирующего и эмульгирующего агента, а также стабилизатора. Хелатируя ионы кальция и магния в жесткой воде, STPP предотвращает образование мыльного налета и улучшает работу поверхностно-активных веществ. Его эмульгирующие свойства помогают расщеплять и суспендировать частицы грязи и капельки жира, обеспечивая их эффективное удаление во время уборки. Кроме того, STPP стабилизирует жидкое мыло, предотвращая оседание и застывание мыльного жира, тем самым сохраняя однородность и эффективность в течение длительного времени. Несмотря на свои преимущества в очистке, использование STPP в жидком мыле вызвало обеспокоенность экологов из-за его вклада в эвтрофикацию пресноводных водоемов. Высокая растворимость STPP в воде позволяет ему сохраняться в процессах очистки сточных вод, что приводит к перегрузке питательными веществами, способствующей чрезмерному росту водорослей и наносящей вред водным экосистемам. В связи с этим растет спрос на альтернативные ингредиенты, такие как цитраты, нитрилотриуксусная кислота (NTA), цеолиты, поликарбоксилаты и силикаты, которые обеспечивают аналогичную эффективность очистки при меньшем воздействии на окружающую среду. Для решения этих экологических проблем были разработаны нормативно-правовые акты, а в некоторых регионах введены ограничения на использование фосфатов, таких как STPP, в моющих средствах. Индустрия моющих средств все больше внимания уделяет разработке устойчивых решений для очистки, которые обеспечивают баланс между эффективностью продукции и экологической ответственностью, стимулируя инновации и внедрение более экологичных альтернатив. По мере продолжения исследований и сотрудничества с промышленностью цель по-прежнему заключается в создании эффективных, экологически чистых моющих средств, отвечающих как потребностям потребителей, так и экологическим стандартам.
Обзор STPP (триполифосфат натрия)
Триполифосфат натрия (STPP), также известный как пентасодиум трифосфат, пентасодиум триполифосфат или трифосфат натрия, представляет собой натриевую соль трифосфорной кислоты, которая выглядит как белый кристаллический порошок. Она не имеет запаха и растворима в воде. STPP производится путем соединения мононатрийфосфата и динатрийфосфата в строго контролируемой среде.
[1] [2]. STPP - твердое неорганическое соединение, широко используемое в бытовых чистящих средствах, в основном в качестве строителя, а также в продуктах питания для людей, кормах для животных, в промышленных процессах очистки и производстве керамики. Его широкое применение охватывает обычные и компактные стиральные порошки (порошок, жидкость, гель, таблетки), автоматические средства для мытья посуды (порошок, жидкость, гель, таблетки), средства для чистки туалетов и чистки поверхностей. В этих продуктах STPP выполняет несколько функций, включая поглощение жесткости воды для эффективного функционирования поверхностно-активных веществ, буферизацию рН, эмульгирование грязи и предотвращение ее осаждения, гидролиз жира и растворение-диспергирование частиц грязи.
[2] [3] [4]. В 2000 году общее потребление СТПП в этих областях оценивалось примерно в 300 000 тонн в Западной Европе, что составляло около 90-95% использования СТПП в Европе.
[2]. STPP особенно ценится в моющих средствах за свою способность хелатировать ионы кальция и магния, что смягчает жесткую воду и повышает эффективность очистки, предотвращая повторное отложение грязи на тканях и поверхностях.
[4] [5]. Кроме того, STPP обладает значительной комплексообразующей способностью, часто выражаемой кальциевым показателем, который измеряет количество граммов ионов кальция, комплексированных 100 граммами фосфата, с теоретическим значением 13,4. Он также может захватывать различные металлические компоненты в загрязнениях, способствуя диссоциации загрязнений во время стирки. Его водный раствор слабощелочной, образует суспензию в воде со значением pH от 4,3 до 14
[5]. Несмотря на традиционное использование STPP в порошковых моющих средствах, его потенциальное применение в жидких моющих средствах иногда игнорируется из-за неверных представлений о его растворимости. Однако его растворимость и эффективность в жидких моющих средствах дают существенные преимущества, делая его универсальным компонентом в различных процессах очистки и промышленности.
[3].
Применение STPP в жидком мыле
Триполифосфат натрия (STPP) является важнейшим ингредиентом в рецептурах жидкого мыла благодаря своей многогранной роли в повышении эффективности очистки и стабильности продукта. Одной из его основных функций является роль пенообразователя, который улучшает способность мыла генерировать и поддерживать пену во время использования, тем самым повышая удобство использования и ощутимую чистящую способность.
[6].
Хелатирующий агент
STPP известен своей способностью хелатировать ионы кальция и магния, содержащиеся в жесткой воде, образуя растворимые комплексы, которые не позволяют этим минералам препятствовать работе мыла. Это хелатирующее свойство жизненно важно для предотвращения образования "мыльного налета" - нерастворимого остатка, снижающего эффективность очистки.
[5] [7]. Связывая эти ионы металлов, STPP позволяет поверхностно-активным веществам в мыле работать в полную силу, тем самым повышая общую эффективность очистки жидкого мыла.
[1].
Диспергирующий и эмульгирующий агент
Диспергирующее, эмульгирующее и пептизирующее действие STPP играет решающую роль в процессе очистки. Он помогает разрушать и суспендировать мелкие неорганические частицы и капли жира, предотвращая их повторное осаждение на ткани или очищаемых поверхностях
[5]. Эта функция необходима для того, чтобы грязь и масла эффективно удалялись и смывались, а не перераспределялись.
Стабилизирующие и синергетические эффекты
В жидком мыле STPP действует как синергист мыла, предотвращая оседание и застывание мыльного масла. Благодаря этому стабилизирующему эффекту мыло остается однородным и эффективным в течение долгого времени. Кроме того, при использовании в сочетании с поверхностно-активными веществами STPP позволяет минимизировать количество других необходимых ингредиентов, что делает современные моющие средства эффективными в различных условиях стирки
[5]. Кроме того, STPP помогает предотвратить образование корки из-за поглощения воды, гарантируя, что стиральный порошок остается сухим и гранулированным.
[5].
Защита и повышение производительности
STPP не только повышает эффективность очистки жидкого мыла, но и защищает стиральные машины от коррозии, взвешивая грязь в воде для стирки и не позволяя ей оседать на одежде.
[5]. Кроме того, его гидратационные свойства обеспечивают стабильность моющего средства в различных условиях окружающей среды, что в конечном итоге приводит к более эффективной очистке.
[5].
Экологические соображения
Несмотря на многочисленные преимущества, использование STPP в жидком мыле не лишено экологических проблем. В настоящее время изучаются альтернативы, такие как цитраты, NTA, цеолиты, поликарбоксилаты и силикаты, для достижения аналогичных или более высоких характеристик очистки при снижении воздействия на окружающую среду.
[3]. Эти заменители, если их эффективно интегрировать в рецептуры, открывают потенциальный путь к созданию экологичных и безопасных для окружающей среды чистящих средств.
Влияние STPP на консистенцию и стабильность мыла
Триполифосфат натрия (STPP) играет важную роль в консистенции и стабильности жидких мыльных составов. Одна из его основных функций - выступать в качестве пеноускорителя, повышая способность мыла создавать обильную пену
[6]. Кроме того, STPP способствует эмульгированию и диспергированию мелких неорганических частиц и жировых капель, тем самым повышая эффективность очистки моющего средства
[5]. В контексте жидкого мыла STPP служит хорошим синергистом мыла, предотвращая оседание и застывание мыльного масла.
[5]. Это свойство помогает сохранить однородность жидкого мыла, обеспечивая его эффективность на протяжении всего времени использования. Кроме того, STPP помогает предотвратить спекание из-за поглощения воды, сохраняя порошок моющего средства сухим и гранулированным, что особенно выгодно в рецептурах порошковых моющих средств.
[5]. Роль STPP распространяется на улучшение растворимости протеинов в грязи, что способствует диспергирующему эффекту, необходимому для эффективной очистки.
[5]. Его включение в рецептуры жидкого мыла также минимизирует потребность в других основных ингредиентах, позволяя современным моющим средствам эффективно работать в различных условиях стирки
[5]. Это не только помогает снизить затраты, но и обеспечивает стабильность моющего средства при различных условиях стирки. Кроме того, STPP обеспечивает защиту от коррозии в стиральных машинах и помогает суспендировать грязь в воде для стирки, предотвращая ее оседание на ткани
[5]. Это свойство очень важно для поддержания чистоты выстиранных вещей и долговечности стиральных машин. С точки зрения гидратации, STPP достаточно стабилен при комнатной температуре, но во влажном воздухе медленно подвергается гидролизу, в конечном итоге образуя ортофосфат натрия
[5]. Эта стабильность необходима для сохранения консистенции и эффективности жидкого мыла в течение длительного времени.
Соображения, касающиеся окружающей среды и здоровья
Использование триполифосфата натрия (STPP) в жидком мыле имеет как экологические, так и медицинские последствия, которые должны быть тщательно продуманы. STPP известен своей мощной способностью связываться с ионами металлов, улучшать процесс очистки и предотвращать повторное загрязнение поверхностей после уборки.
[3]. Однако его воздействие на окружающую среду вызывает озабоченность из-за его вклада в эвтрофикацию пресноводных водоемов, когда он не удаляется в достаточной степени в процессе очистки сточных вод.
[8]. STPP обладает высокой водорастворимостью и не удаляется в значительной степени при очистке сточных вод, что приводит к его гидролизу до фосфата, который попадает в природный цикл фосфора
[8]. Этот процесс приводит к перегрузке водоемов питательными веществами, способствуя чрезмерному росту водорослей, что, в свою очередь, приводит к снижению содержания кислорода и негативно сказывается на жизни водных организмов. Поэтому экологичность использования STPP в моющих средствах находится под пристальным вниманием, и поиск альтернатив, сохраняющих эффективность очистки и снижающих воздействие на окружающую среду, имеет решающее значение.
[3]. При обсуждении использования STPP в жидком мыле также необходимо учитывать соображения здравоохранения. Хотя фосфаты, такие как STPP, обладают низкой токсичностью и являются необходимыми питательными веществами для растений и животных
[9]Они могут вызывать умеренное раздражение кожи и слизистых оболочек из-за своей слабощелочной природы
[8]. Кроме того, высокие концентрации неорганических фосфатов в сыворотке крови могут возникать в результате воздействия, что представляет потенциальный риск для здоровья. Инновационные подходы в индустрии моющих средств направлены на замену STPP более экологичными и безопасными альтернативами. Цитраты, нитрилотриуксусная кислота (НТА), цеолиты, поликарбоксилаты и силикаты рассматриваются в качестве заменителей благодаря своим биоразлагаемым и нетоксичным свойствам, обеспечивая при этом высокую эффективность очистки.
[3]. Эти усилия соответствуют более широкой цели - сбалансировать превосходные возможности очистки с экологическими и медицинскими обязательствами.
[3].
Нормативный статус и рекомендации
Необходимость соблюдения баланса между экологической ответственностью и эффективностью продукции привела к разработке нормативных актов, ограничивающих использование фосфатов, таких как триполифосфат натрия (STPP). Эффективные и экологичные решения в области очистки являются приоритетными, что заставляет искать альтернативы, которые отвечают требованиям эффективности и одновременно снижают воздействие на окружающую среду.
[3]. В США настоящее мыло, находящееся под юрисдикцией Комиссии по безопасности потребительских товаров (CPSC), не нуждается в соблюдении требований Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), поскольку не считается косметикой или лекарственными средствами. Однако продукты, классифицируемые как опасные вещества в соответствии с Федеральным законом об опасных веществах (FHSA), должны иметь предупреждающую маркировку, информирующую об их основных опасностях
[10]. CPSC регулирует "настоящее мыло" на основе интерпретации FDA в 21 CFR § 701.20, гарантируя, что эти продукты соответствуют определенным критериям, чтобы быть освобожденными от более строгих косметических и лекарственных норм. Эта система требует индивидуальной оценки каждого продукта для определения применимых требований
[10]. Более того, некоторые химические вещества, в том числе потенциально токсичные, такие как STPP, могут не иметь обязательной маркировки в США, что может привести к ситуации, когда потребители не знают об их присутствии в продуктах.
[11]. Это подчеркивает важность повышения уровня информированности потребителей о влиянии используемых ими продуктов на окружающую среду и необходимость введения строгих норм, регулирующих контроль за загрязнением окружающей среды.
[3]. В целях формирования единого фронта по внедрению более устойчивых практик поощряется общеотраслевое сотрудничество, конечной целью которого являются инновации, образование, регулирование и взаимодействие.
[3].
Альтернативы STPP в рецептурах жидкого мыла
Переход на экологически чистые моющие средства потребовал поиска альтернатив триполифосфату натрия (STPP) в рецептурах жидкого мыла. Традиционно STPP используется для повышения эффективности моющих средств за счет смягчения воды, суспендирования почвы и использования в качестве антипятнистого агента.
[12]. Однако в связи с проблемами окружающей среды растет интерес к поиску эффективных заменителей. Одной из перспективных альтернатив являются цитраты, которым отдают предпочтение за их биоразлагаемость и нетоксичность. Цитраты хорошо связывают ионы металлов, тем самым сохраняя эффективность моющего средства без экологических недостатков, связанных с фосфатами.
[3]. Другой подходящий заменитель - нитрилотриуксусная кислота (НТА), известная своей способностью прочно связываться с ионами металлов, что повышает эффективность моющих средств.
[3]. Цеолиты также являются привлекательным вариантом благодаря своей способности смягчать воду и эффективно удалять такие ионы, как кальций и магний, тем самым предотвращая образование мыльного налета.
[3]. Поликарбоксилаты - еще одна группа заменителей, которые показали себя с лучшей стороны; они выполняют функцию диспергирующих агентов, способствуя суспендированию почвы и улучшая общие характеристики моющих средств.
[3]. Кроме того, можно использовать силикаты, поскольку они обеспечивают аналогичные преимущества в плане смягчения воды и суспендирования почвы, но при этом менее вредны для окружающей среды.
[3]. Необходимость сочетать эффективность продукции с экологической ответственностью привела к разработке нормативных актов, ограничивающих использование фосфатов, таких как STPP, и тем самым подталкивающих индустрию моющих средств к более устойчивым методам. Расширение исследований и разработок, а также сотрудничество в рамках всей отрасли необходимы для того, чтобы будущие решения для очистки были одновременно эффективными и экологичными
[3].
