Краткие сведения
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 сочетания мононатрийфосфата и динатрийфосфата в контролируемых условиях. Его основные функции в чистящих средствах включают снижение 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, действуя в качестве усилителя пенообразования, хелатирующего агента, диспергатора и эмульгатора, а также стабилизатора. Связывая ионы кальция и магния в жесткой воде, STPP предотвращает образование мыльной пены и улучшает действие поверхностно-активных веществ. Его эмульгирующие свойства помогают расщеплять и взвешивать частицы грязи и капельки жира, обеспечивая их эффективное удаление во время чистки. Кроме того, STPP стабилизирует жидкое мыло, предотвращая оседание и застывание мыльного масла, тем самым сохраняя однородность и эффективность с течением времени. Несмотря на его чистящие свойства, использование STPP в жидком мыле вызвало экологические проблемы 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, которые способствуют чрезмерному росту водорослей и наносят вред водным экосистемам. Следовательно, растет спрос на альтернативные ингредиенты, такие как цитраты, нитрилотриуксусная кислота (NTA), цеолиты, поликарбоксилаты и силикаты, которые обеспечивают аналогичные показатели очистки при сниженном воздействии на окружающую среду. Для решения этих экологических проблем была создана нормативная база, при этом в некоторых регионах вводятся ограничения на использование фосфатов, таких как STPP, в моющих средствах. Индустрия моющих средств все больше внимания уделяет разработке экологически чистых решений для очистки, которые сочетают характеристики продукции с ответственностью за окружающую среду, стимулируют инновации и внедрение более экологичных альтернатив. По мере продолжения исследований и промышленного сотрудничества остается цель создания эффективных, экологически чистых моющих средств, отвечающих как потребностям потребителей, так и экологическим стандартам.
Обзор STPP (триполифосфат натрия)
Триполифосфат натрия (STPP), также известный как пентанатрийтрифосфат, пентанатрийтриполифосфат или трифосфат натрия, представляет собой натриевую соль трифосфорной кислоты, имеющую вид белого кристаллического порошка. Не имеет запаха и растворим в воде. STPP получают путем сочетания мононатрийфосфата и динатрийфосфата в строго контролируемых условиях.
[1] [2]. STPP - твердое неорганическое соединение, широко используемое в бытовых чистящих средствах, в первую очередь в качестве наполнителя, но также в продуктах питания для человека, кормах для животных, промышленных процессах очистки и производстве керамики. Его широкое применение распространяется на обычные и компактные стиральные порошки (порошкообразные, жидкие, гелевые, таблетированные), автоматические средства для мытья посуды (порошкообразные, жидкие, гелевые, таблетированные), средства для чистки унитазов и поверхностей. В этих продуктах STPP выполняет несколько функций, включая снижение жесткости воды для обеспечения эффективного действия поверхностно-активных веществ, буферизацию pH, эмульгирование грязи и предотвращение отложений, гидролиз жира и растворение-диспергирование частиц грязи
[2] [3] [4]. В 2000 году общее потребление STPP в этих областях применения оценивалось примерно в 300 000 тонн в Западной Европе, что составляло около 90-95% использования STPP в Европе
[2]. STPP особенно ценится в составе моющих средств за его способность связывать ионы кальция и магния, что смягчает жесткую воду и повышает эффективность очистки, предотвращая повторное осаждение грязи на тканях и поверхностях.
[4] [5]. Более того, STPP обладает значительной способностью к комплексообразованию, часто выражаемой значением кальция, которое измеряет количество граммов ионов кальция в комплексе со 100 граммами фосфата, с теоретическим значением 13,4. Он также может улавливать различные металлические компоненты в грязи, способствуя диссоциации грязи во время стирки. Его водный раствор является слабощелочным, образуя жидкую суспензию в воде со значением рН от 4,3 до 14
[5]. Несмотря на его традиционное использование в составах порошковых моющих средств, потенциальное применение STPP в жидких моющих средствах иногда упускалось из виду из-за неправильных представлений о его растворимости. Однако его растворимость и эффективность в составе жидких моющих средств дают существенные преимущества, что делает его универсальным компонентом в различных процессах очистки и промышленных процессах.
[3].
Применение STPP в жидком мыле
Триполифосфат натрия (STPP) является важнейшим ингредиентом в составах жидкого мыла из-за его многогранной роли в повышении эффективности очистки и стабильности продукта. Одной из его основных функций является действие в качестве усилителя пенообразования, которое улучшает способность мыла образовывать и поддерживать пену во время использования, тем самым повышая удобство использования и воспринимаемую чистящую способность.
[6].
Хелатирующий агент
STPP известен своей способностью хелатировать ионы кальция и магния, содержащиеся в жесткой воде, образуя растворимые комплексы, которые предотвращают влияние этих минералов на свойства мыла. Это хелатирующее свойство жизненно важно для предотвращения образования "мыльной пены” - нерастворимого осадка, снижающего эффективность очистки.
[5] [7]Связывая эти ионы металлов, STPP позволяет поверхностно-активным веществам, содержащимся в мыле, работать в полную силу, тем самым повышая общую эффективность очистки жидкого мыла.
[1].
Диспергирующий и эмульгирующий агент
Диспергирующие, эмульгирующие и пептизирующие свойства STPP играют решающую роль в процессе очистки. Он помогает расщеплять и приостанавливать мелкие неорганические частицы и капельки жира, предотвращая их повторное осаждение на ткани или очищаемых поверхностях.
[5]Эта функция необходима для обеспечения эффективного удаления грязи и масел, а не их перераспределения.
Стабилизирующие и Синергетические Эффекты
В жидком мыле STPP действует как синергист мыла, предотвращая оседание и застывание мыльного масла. Этот стабилизирующий эффект гарантирует, что мыло остается однородным и эффективным с течением времени. Кроме того, при использовании в сочетании с поверхностно-активными веществами STPP позволяет свести к минимуму использование других важных ингредиентов, что делает современные моющие средства эффективными в различных условиях стирки.
[5]. Кроме того, STPP помогает предотвратить слеживание 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, удерживая грязь в воде для стирки и предотвращая ее повторное попадание на одежду.
[5]. Кроме того, его способность к гидратации обеспечивает 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 связано с проблемами окружающей среды. В настоящее время изучаются альтернативные варианты, такие как цитраты, NTA, цеолиты, поликарбоксилаты и силикаты, позволяющие достичь аналогичных или превосходящих характеристик очистки при одновременном снижении воздействия на окружающую среду
[3]. Эти заменители, эффективно интегрированные в рецептуры, открывают потенциальные возможности для создания устойчивых и экологически чистых чистящих средств.
Влияние STPP на консистенцию и стабильность мыла
Триполифосфат натрия (STPP) играет важную роль в консистенции и стабильности составов жидкого мыла. Одна из его основных функций - усиливать пенообразование, повышая способность мыла образовывать густую пену
[6]. Кроме того, STPP способствует эмульгированию и диспергированию мелких неорганических частиц и капель жира, 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 поддерживать однородность жидкого мыла, гарантируя, что оно остается эффективным на протяжении всего срока его использования. Кроме того, STPP помогает предотвратить слеживание из-за поглощения воды, сохраняя стиральный порошок сухим и гранулированным, что особенно выгодно в составах порошковых моющих средств.
[5]Роль STPP заключается в улучшении растворимости белков в грязи, что способствует диспергирующему эффекту, необходимому для эффективной очистки.
[5]Его включение в составы жидкого мыла также сводит к минимуму потребность в других необходимых ингредиентах, позволяя современным моющим средствам эффективно работать в различных условиях стирки.
[5]Это не только помогает снизить затраты, но и гарантирует, что моющее средство остается стабильным при различных условиях стирки. Кроме того, STPP обеспечивает защиту стиральных машин от коррозии и способствует удержанию грязи в воде для стирки, предотвращая ее повторное оседание на ткани.
[5]Это свойство имеет решающее значение для поддержания чистоты выстиранных предметов и долговечности стиральных машин. С точки зрения эффективности гидратации STPP довольно стабилен при комнатной температуре, но будет медленно подвергаться гидролизу во влажном воздухе, в конечном итоге образуя ортофосфат натрия
[5]Эта стабильность необходима для поддержания консистенции и эффективности жидкого мыла с течением времени.
Соображения, касающиеся окружающей среды и здоровья
Использование триполифосфата натрия (STPP) в жидком мыле имеет последствия как для окружающей среды, так и для здоровья, которые необходимо тщательно учитывать. STPP известен своими мощными свойствами по связыванию с ионами металлов, ускорению процесса очистки и предотвращению повторного загрязнения поверхностей после очистки.
[3]. Однако его воздействие на окружающую среду вызывает озабоченность из-за его вклада в эвтрофикацию пресноводных водоемов, когда он недостаточно удален процессами очистки сточных вод
[8]. STPP хорошо растворим в воде и не удаляется в значительной степени при очистке сточных вод, что приводит к его гидролизу до фосфата, который участвует в естественном круговороте фосфора.
[8]Этот процесс способствует перегрузке водоемов питательными веществами, способствуя чрезмерному росту водорослей, что, в свою очередь, истощает запасы кислорода и влияет на водную флору и фауну. Поэтому устойчивость использования STPP в моющих средствах находится под пристальным вниманием, и решающее значение имеет поиск альтернатив, которые сохраняют эффективность очистки при одновременном снижении воздействия на окружающую среду
[3]. Соображения о здоровье также важны при обсуждении использования STPP в жидком мыле. Хотя фосфаты, подобные STPP, обладают низкой токсичностью и являются важными питательными веществами для растений и животных.
[9]Они могут вызывать умеренное раздражение кожи и слизистых оболочек из-за своей слегка щелочной природы .
[8]. Кроме того, в результате воздействия могут образовываться высокие концентрации неорганических фосфатов в сыворотке крови, что создает потенциальный риск для здоровья. Инновационные подходы в производстве моющих средств направлены на замену STPP более экологичными и безопасными альтернативами. Цитраты, нитрилотриуксусная кислота (НТА), цеолиты, поликарбоксилаты и силикаты изучаются в качестве заменителей благодаря их биоразлагаемым и нетоксичным свойствам, при этом обеспечивая высокую эффективность очистки
[3]Эти усилия согласуются с более широкой целью - сбалансировать превосходные возможности очистки с ответственностью за экологию и здоровье
[3].
Нормативный статус и Руководящие принципы
Необходимость сбалансировать экологическую ответственность с эксплуатационными характеристиками продукта привела к разработке нормативных актов, ограничивающих использование фосфатов, таких как триполифосфат натрия (STPP). Эффективные и экологичные решения для очистки являются приоритетом, что подталкивает к поиску альтернатив, отвечающих требованиям к производительности при одновременном снижении воздействия на окружающую среду
[3]. В Соединенных Штатах натуральное мыло, подпадающее под юрисдикцию Комиссии по безопасности потребительских товаров (CPSC), не обязательно должно соответствовать требованиям Управления по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA), поскольку оно не считается косметикой или лекарственными средствами. Однако продукты, классифицированные как опасные вещества в соответствии с Федеральным законом об опасных веществах (FHSA), должны иметь предупредительную маркировку, предупреждающую об их основных опасностях
[10]. CPSC регулирует “настоящее мыло” на основе интерпретации FDA в пункте 21 CFR § 701.20, гарантируя, что эти продукты соответствуют определенным критериям, чтобы быть освобожденными от более строгих правил в отношении косметики и лекарств. Эта структура требует оценки каждого продукта в отдельности для определения применимых требований
[10]Более того, некоторые химические вещества, в том числе потенциально токсичные, такие как STPP, могут не соответствовать обязательным требованиям к маркировке в США, что приводит к ситуациям, когда потребители могут не знать об их присутствии в продуктах.
[11]Это подчеркивает важность лучшего информирования потребителей о воздействии продуктов, которые они используют, на окружающую среду и необходимость строгих правил, регулирующих борьбу с загрязнением
[3]Отраслевое сотрудничество поощряется для формирования единого фронта в направлении более устойчивых практик, конечной целью которых являются инновации, образование, регулирование и сотрудничество.
[3].
Альтернативы STPP в составах жидкого мыла
Переход на экологически чистые чистящие средства потребовал изучения альтернатив триполифосфату натрия (STPP) в составе жидкого мыла. STPP традиционно используется для повышения эффективности моющего средства за счет смягчения воды, взвешивания грунта и в качестве средства против пятнистости.
[12]. Однако из-за экологических проблем растет интерес к поиску эффективных заменителей. Одной из многообещающих альтернатив являются цитраты, которые известны своей биоразлагаемостью и нетоксичностью. Цитраты хорошо связывают ионы металлов, таким образом поддерживая эффективность моющего средства без экологических недостатков, связанных с фосфатами.
[3]Другим жизнеспособным заменителем является нитрилотриуксусная кислота (НТА), известная своей сильной способностью связывать ионы металлов, что повышает эффективность моющего средства.
[3]Цеолиты также представляют собой привлекательный вариант благодаря их способности смягчать воду и эффективно удалять ионы, такие как кальций и магний, предотвращая таким образом образование мыльной пены.
[3]Поликарбоксилаты - это еще одна группа многообещающих заменителей; они действуют как диспергирующие агенты, способствуя образованию почвенной суспензии и повышая общую эффективность моющего средства.
[3]. Кроме того, можно использовать силикаты, поскольку они обеспечивают аналогичные преимущества с точки зрения смягчения воды и взвешивания почвы, будучи при этом менее вредными для окружающей среды
[3]Необходимость сбалансировать характеристики продукта с ответственностью за окружающую среду привела к разработке нормативных актов, ограничивающих использование фосфатов, таких как STPP, что подталкивает индустрию моющих средств к более экологичным практикам. Активизация усилий в области исследований и разработок, а также сотрудничество в масштабах всей отрасли необходимы для обеспечения того, чтобы будущие решения для очистки были эффективными и экологичными
[3].
