VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование влияние отбеливателей на ткани одежды

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Антипова Н.А. 1

---

1МБОУ «СОШ №7 г. Пензы»

Мельникова Н.В. 1

---

1МБОУ «СОШ №7 г. Пензы»

Работа в формате PDF

0.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Жизнь каждого человека непрерывно связана с различными тканями. Мы не можем существовать без тканей, от них зависит наша физиологическая и психологическая стабильность. Чтобы поддерживать нашу одежду в опрятном виде, мы стираем её, гладим и отбеливаем. Помимо привычного универсального моющего средства на прилавках каждый день появляются все новые стиральные порошки, жидкие и в таблетках, для ручной и машинной стирки, обыкновенные для хлопка и щадящие для шерсти и т.д. И каждая хозяйка задает себе вопрос, что ей нужно выбрать из этого многообразия продукции для того, чтобы ее белье было безупречно чистым и ослепительно белым или ярким, когда речь идет о цветных тканях.

Сегодня настала очередь отбеливателей, которые являются вторыми по важности после порошков средствами бытовой химии в арсенале домашней прачечной. Гипотеза: являются ли они безвредным для тканей одежды и организма человека.

Цели работы: провести исследование влияние отбеливателей на ткани одежды.

Задачи работы:1. Рассмотреть теоретические аспекты образования и применения бытовой химии.

2. Изучить механизмы действия отбеливающих веществ;

3. Сравнить эффективность удаления загрязнений у разных видов отбеливателей.

4. Провести социологический опрос с целью выявления наиболее популярных отбеливателей и тканей, используемых в быту.

Предмет исследования: влияние механизма отбеливания на ткани.

Объект исследования: ткани и отбеливатели.

Методы исследования: социальный опрос; математическая статистика; изучение литературы; эксперимент.

Актуальность темы исследованияопределяется тем, что в современном обществе назревшей необходимостью является развитие и совершенствование высокотехнологичных методов производства. При этом следует учитывать факт того, что ткани имеют широкое распространение в различных отраслях и в непосредственном контакте с ним находятся как дети, так и взрослые. В связи с этим актуальной задачей модернизации промышленности является построение такой технологической схемы производства отбеливателей, которая будет направлена на получение готовой продукции с высокими показателями качества и безопасности для здоровья человека.

Практическая значимостьработы, несомненно, велика. Результаты могут явиться основой для дальнейших исследований, а материалы исследования могут быть использованы как при проведении факультативных и классных часов, так и на уроках в разделе Органическая химия.

Работа носитисследовательский характер, так как в ходе проведения химического эксперимента, социологического опроса и визуального осмотра образцов отбеливателей и тканей были получены результаты, неочевидные до ее выполнения.

Научность исследования обоснована наличием ряда научных работ, в которых авторы предлагают альтернативные варианты отбеливания тканей, а также рассматривают новые области применения и механизмы влияния на организм человека.

Глава 1. Основные характеристики тканей и отбеливателей

1.1 Классификация, виды и состав тканей и отбеливателей

Ткань — текстильное полотно, изготовленное на ткацком станке переплетением взаимно перпендикулярных систем нитей.

Существуют различные виды ткани¹, они отличаются:

По составу:

натуральные: растительного происхождения (хлопок, лён, конопля, джут); животного происхождения (шерсть, натуральный шёлк); минерального происхождения (ость, остистая ткань, асбест);

химические: искусственные: из природных веществ органического (целлюлоза, белки) и неорганического (стекло, металлы) происхождения: вискоза, ацетат; металлические нити, люрекс; синтетические: из синтетических полимеров, в том числе: полиамидные ткани (дедерон, хемлон, силон), полиэстеры (диолен, слотера, тесил), полипропиленовые ткани, поливиниловые ткани (кашмилон, дралон).

По структуре ткани, способу переплетения нитей:

с простым (гладким или главным) переплетением — полотняные, саржевые, сатиновые (атласные),

со специальным переплетением — креповые, мелкозернистые ткани (канва),

с составным (комбинированным) переплетением (ткани в клетку, квадратами, полосами),

типа жаккардовых — с крупноузорчатым переплетением (простым и сложным),

с двухслойным переплетением — образуются два самостоятельных полотна ткани, расположенные одно над другим и связанные между собой одной из систем нитью, образующих эти полотна, или специальной нитью основы или утка (износостойкие и теплозащитные тонкосуконные ткани типа драпа и некоторые шёлковые ткани),

с ворсовыми переплетениями — с уточноворсовым переплетением (полубархат, вельвет), с основоворсовым переплетением (бархат, плюш),

с обработанным краем — кромкой.

По назначению выделяют: плательные, блузочные, костюмные, пальтовые, курточные, подкладочные, обивочные (мебельные), портьерные, технические, бельевые и другие ткани.

Современная градация подразделяет отбеливатели на: универсальные, для хлопчатобумажных и льняных тканей, для шерсти и других деликатных тканей.

Отбеливатели бывают химические и оптические. Химические в свою очередь подразделяются на хлорные, кислородсодержащие и восстановительные

Оптические отбеливатели. После нескольких стирок изделия из белых тканей желтеют или сереют. Для устранения появляющихся оттенков и вводят в синтетические моющие средства оптические отбеливатели. Их действие заключается в том, что они поглощают ультрафиолетовый свет (с длиной волны ~360 нм) и вновь испускают поглощенную энергию путем флуоресценции в синей области видимого спектра (при 430…440 нм). Возникающее при этом «посинение» изделия компенсирует пожелтение и делает изделие визуально более белым. Действие оптических отбеливателей напоминает действие синьки, с давних пор использовавшейся при полоскании белья после стирки. Бытовая синька или ультрамарин – природный минерал лазурит, называемый также ляпис-лазурью. В монолитном виде он используется как поделочный камень, а его очень тонкий порошок в далеком прошлом применялся в качестве синьки. В 1828 г. Ультрамарин был получен искусственно в лабораторных условиях. Для этого смесь каолина, соды и серы прокаливалась в сильной струе воздуха. Состав ультрамарина выражают формулой Na6Al4Si6S4O24, однако его строение до сих пор не выяснено. Заменителем ультрамарина в быту является порошок белой глины (каолина) или мела с предварительно нанесенным на их поверхность органическими красителями синего цвета (органические синьки).

Химические отбеливатели. При стирке тканей необходимо не только удалить загрязнения, но и разрушить окрашенные соединения. Часто ими являются природные красители от ягод или вин. Эту функцию выполняют химические отбеливатели. Наиболее распространенным отбеливателем является перборат натрия. Его химическую формулу условно записывают в виде NaBO2·H2O2·3H2О. Из формулы видно, что отбеливающим началом служит пероксид водорода, который образуется в результате гидролиза пербората. Этот химический отбеливатель эффективно действует при 70ᵒС и выше.

Хлорсодержащие отбеливатели. В большинстве случаев эти отбеливатели выпускаются в жидкой форме. Их основа — гипохлорит натрия, помимо него в состав входят гидрооксид и/или карбонат натрия и поверхностно-активные вещества. Этот состав известен у нас под торговой маркой «Белизна». Для повышения эффективности в классическую «Белизну» добавляют специальные ПАВ, обеспечивающие смачиваемость ткани. Такие составы используют в «продвинутых» марках типа ACE. В последнее время появились хлорсодержащие отбеливатели нового поколения, которые помимо обычного отбеливания осуществляют подсинивание, то есть сочетают в себе действие химического и оптического отбеливателей. Активный хлор помимо резкого запаха, раздражающего действия на кожу и глаза, разрушительного действия на обрабатываемые материалы, препараты на его основе являются одним из основных источников образования диоксинов — чрезвычайно опасного класса токсичных соединений, которые наносят серьезный ущерб окружающей среде. Хлорсодержащие отбеливатели можно применять только на хлопчатобумажные и льняные ткани, остальные они портят и восстановить их качество уже невозможно. Кислородсодержащие -на любые, даже цветные и синтетические. Срок активности хлора максимум 6 месяцев

Жидкие кислородсодержащие (перекисные) отбеливатели представляют собой, как правило, жидкий раствор перекиси водорода. Помимо этого, в состав входят поверхностно-активные вещества, стабилизаторы, регуляторы ph, оптические отбеливатели, отдушка и загустители (для гель-составов). Порошкообразные кислородсодержащие отбеливатели — более обширная группа по сравнению с жидкими кислородсодержащими отбеливателями. Преимущества порошков кислородосодержащих отбеливателей совпадают с преимуществами жидких, но лишены основного недостатка последних — сохраняют свою эффективность достаточно хорошо и долго (у некоторых срок годности — до 5 лет) и не сочетаются со стиральным порошком, содержащим эмзимы. К недостаткам можно отнести «пылящий» состав (общий недостаток порошкообразных средств), а также трудоемкость процессa, если отбеливатель «работает» только при 90 градусах.

Отбеливающие ферменты (энзимы). Пятна белковых веществ и крови трудно отстирываются и плохо обесцвечиваются химическими отбеливателями. Для их устранения применяют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки к моющим системам. Ферменты действуют при замачивании изделий в холодной воде перед стиркой горячей водой. Однако они могут быть эффективны и непосредственно в процессе стирки.

Существуют еще восстановительные отбеливатели (на основе гидросульфита натрия), которые обладают более щадящим действием, благодаря чему используются для отбеливания шелка и шерсти (например, отбеливатель «Лилия»), однако ниже их рассматривать не будем.

Следовательно, быстрое развитие химической промышленности вызвало к жизни появление огромного количества разнообразных товаров бытовой химии, которые получили широкое признание.

Глава 2. Определение влияния отбеливателей на ткани (Экспериментальная часть)

2.1 Социологический опрос

В современном обществе сложно представить человека, который ни разу не слышал о тканях и отбеливателях. Однако у каждого человека существуют индивидуальные предпочтения.

С целью выявления фаворитов среди моющих средств и преобладающих тканей в гардеробе. Нами был разработан небольшой опросник из 5 вопросов (Приложение № 3). Результаты опроса были подсчитаны и представлены в виде диаграммы (Приложение № 4). Для упрощения учета, анализа и обработки результатов мы свели все ответы в три наиболее популярных, которые охватывают все возможные варианты.

Мной было опрошено 20 учителей МБОУ «СОШ № 7 г. Пензы», проанализировав полученные данные, мы пришли к выводу, что гардероб наших педагогов составляют вещи из хлопка, льна, шерсти и шелка. Большинство опрошенных, сталкиваясь со стиркой практически каждый день, иногда используют отбеливатели. Отдавая предпочтение кислородсодержащим средствам (Ace, Vanish), потому что они дольше сохраняют вещи свежими, и их можно использовать для цветных вещей. Большая часть участников опроса предполагают о наличие вреда отбеливателей как для ткани, кожи, так и для окружающей среды в целом.

2.2 Изучение интенсивности вымывания красителя из ткани

Далее мы решили экспериментально проверить некоторые свойства отбеливателей, и их влияние на ткани и организм человека.

Для нашего исследования, на основании результатов социологического опроса, мы выбрали наиболее часто используемые образцы отбеливателей, такие как:

Образец 1 – «Vanish Oxi Action»

Образец 2 – «Ace»

Образец 3 - «Refine»

Образец 4 - «Белизна».

На тех же основаниях были отобраны образцы 4 тканей:

лён,

хлопок,

шерсть,

шёлк.

Отметим, что материал был взят неоднородный по цвету и рисунку и различный по размерам только с целью максимального приближения эксперимента к реальным социально-бытовым условиям.

Вымывание красителя из ткани – показатель качества отбеливателя. Хороший отбеливатель не должен вступать во взаимодействие с красящим веществом. Учитывая этот факт, мы сравнили вымывающие действие отбеливателей.

Для этого мы приготовили растворы отбеливателей согласно соотношениям, указанным на упаковке, и поместили в них образец хлопковой ткани (безоговорочный лидер опроса) с нанесёнными пятнами различных красителей: ржавчина, фломастер, кофе, зелень, сок свёклы. Через час мы рассмотрели растворы и обнаружили, что вне зависимости от типа отбеливателя вымывание красителей происходило по-разному, что представлено в таблице 2.

Отметим, что за положительные значения в таблице (+) мы приняли процесс уменьшения пятна на ткани б, следовательно, (-) – ткань осталась неизменной.

Таблица 2. Результаты исследования изучения вымывание пятен из ткани

Таким образом, за время эксперимента большинство отбеливателей справились с поставленной задачей частично. Только пятна от кофе смогли полностью удалить средства всех представленных марок. Однако по общему зачёту лучше всего справилась с вымыванием красителя Белизна, которая является хлорсодержащими.

2.3 Изучение качества отбеливания тканей

Люди применяют отбеливатели с целью избавиться от пятен. Ещё некоторое время назад на прилавках магазинов были только хлорсодержащие отбеливатели, но теперь их потеснили кислородсодержащие отбеливатели.

Для изучения качества отбеливания мы приготовили их растворы согласно соотношениям, указанным на упаковке, и опустили в растворы четырех образцов ткани. Промывание тканей в воде осуществляли через каждый час, и проводили такую процедуру 3 раза, после чего ткани просушивали и анализировали полученные результаты (таблица 3). Отметим, что за положительные значения в таблице (+) мы приняли процесс получения на ткани более светлого оттенка, следовательно, (-) – ткань осталась неизменной.

Таблица 3. Результаты исследования изучения качества отбеливания

Сравнив данные по каждому из отбеливателей, представленных в таблице, я пришла к выводу, что хлорсодержащие отбеливатели справляются с отмывание пятнами различных красителей намного лучше, чем кислородсодержащие отбеливатели.

2.4 Определение влияния отбеливателей на ткани

Одним из основных требований к отбеливателям является сохранение качества тканей. Для изучения влияния отбеливателей на качество тканей мы приготовили растворы всех средства заявленных в эксперименте. Порошкообразные средства растворяли согласно соотношениям, указанным на упаковке, и опустили в растворы 4 образца ткани. Промывание тканей в воде осуществляли через каждый час, и проводили такую процедуру 3 раза, после чего ткани просушивали и анализировали полученные результаты. Мы изучили изменение волокна образцов тканей под микроскопом.

Исходя из эксперимента, различные виды ткани повели себя в представленных образцах отбеливателей по- разному:

шёлк- структура ткани практически не изменилась под воздействием отбеливателей. Каждый кусочек стал белее, они почти не отличаются.

шерсть: под воздействием отбеливателей структура ткани стала более пушистой, начали выбиваться отдельные волокна. Лучше всего с отбеливанием справился Vanish, но его было сложно вымыть из ткани, на втором месте оказался Refine, на третьем – Ace.

хлопок: под воздействием отбеливателей структура ткани стала более пушистой, нити лежат не так ровно. Лучше всех с отбеливанием справился Ace, Vanish и Refine показали примерно одинаковые результаты.

лён: под воздействием отбеливателей ткань стала более пушистой, начали выбиваться отдельные волокна. Цветные волокна также частично потеряли свой цвет. Лучше всех с отбеливанием справился Ace, на втором месте Refine, на третьем – Vanish.

Как видно из представленных фотографий (Приложение № 4), кислородсодержащие отбеливатели более бережно относятся к тканям, чем хлорсодержащие отбеливатели. Но хлорсодержащие отбеливатели прекрасно справляются с выведением пятен. Лучше всего в каждом испытании показал себя отбеливатель ACE, который является кислородсодержащим.

Однако результаты нашего эксперимента говорят лишь о том, что при выборе отбеливателя необходимо отталкиваться от вида ткани, желаемого результата, режима стирки и обращать особое внимание на инструкцию по эксплуатации на моющих средствах и тканях одежды.

2.5 Рекомендации по использованию отбеливателей

Понятие о синтетических моющих средствах в последнее время требует подробного разъяснения. Использование отбеливателей началось не так давно, соответственно, информация о них ещё не до всех донесена. Выбирая синтетическое моющее средство, нужно быть уверенным, что оно не нанесёт никакого вреда вашему здоровью. Необходимо покупать товары только тех компаний, чья продукция прошла сертификацию (РосТест). Продукция обязательно должна быть одобрена организациями, ответственными за здоровье, экологию. Компании должны работать на рынке довольно долгое время, отвечать за качество продукции, давать на нее гарантии. Постарайтесь избегать подделок. Не покупайте с рук у незнакомых людей. Однако, опираясь на результаты социологического опроса в нашей школе, можно утверждать о том, что не все покупатели знают, какие товары для дома могут считаться безопасными.

Ученые, специалисты, государство должны гарантировать безопасность бытовой химии, производственники обеспечивать ассортимент товара, а потребитель, используя свои права (которые гарантируют и выбор, и безопасность, информацию о свойствах средств, включая состав и используемых химические вещества), выбирает сам.

На основании анализа литературы и проведенного эксперимента мы разработали следующие советы:

• избегайте чрезмерного использования бытовой химии, содержащей хлор, аммиак, фенол, формальдегид, ацетон и т.д.;

• пользуйтесь наиболее щадящими средствами (например, с пометкой «для чувствительной кожи»);

• обязательно обращайте внимание на то, что написано на этикетке и в инструкции, прилагающейся к очищающим средствам;

• храните средства бытовой химии в хорошо закрытых емкостях и в помещении, где обитатели дома бывают реже всего;

• старайтесь применять не порошки, а гели, жидкие или гранулированные средства;

• избегайте прямого контакта с агрессивными веществами: используйте хозяйственные перчатки и защитные кремы;

• тщательно ополаскивайте или смывайте средства бытовой химии, чтобы не контактировать с оставшимися на предметах активными веществами;

• чаще проветривайте помещение и, при возможности, установите дома очиститель воздуха;

• при аллергических, дерматологических заболеваниях или просто проблемной коже, а также для маленьких детей используйте гипоаллергенные средства личной гигиены и бытовую химию.

Итак, проведение исследования позволило мне научиться планировать и проводить химические эксперименты и получать достоверные результаты. Результаты опытов обрабатывали методами математической статистики.

Заключение

В настоящее время рынок бытовых средств делят между собой международные и российские производители. В России, как и на мировом рынке бытовых моющих средств, наблюдается устойчивая тенденция к проработке вопроса о максимальной экологизации производства.

Исходя из проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1) люди достаточно информированы о свойствах отбеливателей, но при покупке они всё-таки обращают внимание прежде всего на цену и отдают предпочтение известным (разрекламированным ) маркам;

2) pH среды сильно изменяется под влиянием кислородсодержащих отбеливателей;

3) хлорсодержащие отбеливатели действительно выделяют хлор, который может служить сильным аллергеном;

4) действительно, кислородсодержащие отбеливатели более бережно относятся к тканям, чем хлорсодержащие отбеливатели;

5) кислородсодержащие отбеливатели являются более безопасными для здоровья человека;

6) несмотря на все плюсы кислородсодержащих отбеливателей, хлорсодержащие отбеливатели справляются с пятнами лучше.

Список литературы:

Бухштаб 3. И., Мельник А. П., Ковалев В. М., Технология синтетических моющих средств, М., 1988

Величковский Т. Б. «Здоровье человека и окружающая среда». М., Новая школа, 1997

Глинка Н.Л. «Общая химия», издательство Ленинград «Химия», Ленинградское отделение, 1985.

Ипполитов Е.Г., Артемов А.В., Батраков В.В. Физическая химия.- М., 2005

Крымская И. Г. Гигиена и основы экологии человека. Изд-во: Феникс. - 2009. -242

Луговая Е.И. Синтетические моющие средства. М.:Прогресс,2004-222с.

Неволин Ф.В., Химия и технология синтетических моющих средств, 2 изд., М., 1971

Свинухов Г. В., Сенотрусова С. В. «Основы экологии и окружающей среды». М., Мир, 1999

Химическая энциклопедия (под ред. Кнунянца И.Л.). М, Большая российская энциклопедия. 1992

Энциклопедия для детей. Том 2. Москва «Аванта +» 1995.

Энциклопедия для детей. Том 18. Человек. Ч.1. Происхождение человека. Искусство быть здоровым/ Главный редактор В.А.Володин. -М.: Аванта +,2002.

Ресурсы Интернета:

www.ru.wikipedia.org/wiki/Ткань

www.ru.wikipedia.org/wiki/Отбеливание

www.liveinternet.ru/users/5009565/post252574669

www.kniga-sovetov.narod.ru

www. lib.rus.ec

Приложения

Приложение № 1. Символы на этикетках, указывающие на способы и режим стирки, глажения, химчистки и отбеливания

Приложение № 2. Правила выбора СМС и режима стирки

1) хлопчатобумажные и льняные ткани не следует стирать CMC, предназначенными для изделий из шерсти и шелка, — загрязнения будут плохо отстирываться;

2)цветные вещи из хлопчатобумажных и льняных тканей нужно стирать при температуре не выше 60° С, а если пользоваться CMC, содержащими химический отбеливатель, то при температуре не выше 50° С; если такие вещи при стирке линяют, то их надо стирать отдельно от белого белья, по возможности подбирая- по цвету; чтобы вещи меньше линяли, в моющий раствор можно добавить поваренную соль (1—2 чайные ложки на литр воды);

3)сильно загрязненное постельное белье, спецодежду надо стирать средствами, предназначенными для льняных и хлопчатобумажных тканей;

4)хлопчатобумажные ткани с трудно-отмывающимися белковыми загрязнениями желательно стирать средствами, содержащими ферменты;

5)белье с окрашенными пятнами следует стирать CMC с отбеливающим эффектом;

6)изделия из шерсти, натурального шелка и синтетических тканей надо стирать при температуре 30—50° С (шерсть и шелк — максимум при 35° С); ни в коем случае нельзя стирать их моющими средствами для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей, особенно теми, которые содержат химические отбеливатели, а также ферменты; не рекомендуется стирать такие изделия мылом;

7)особо тонкие ткани рекомендуется стирать жидкими моющими средствами;

8)ткани, окрашенные в нежные тона, следует стирать моющими средствами, содержащими минимальное количество оптического отбеливателя (например, порошком «Новость»).

Приложение № 3. Вопросы социального опроса

Какие ткани преобладают в вашем гардеробе?

А) Шерсть

Б) Шёлк

В) Хлопок, Лён

Как часто вы стираете одежду?

А) Каждый день,

Б) 1 раз в неделю

В) 1 раз в месяц

Используете ли вы отбеливатели?

А) Да

Б) Нет

В) Иногда

Какой марки?

А) ACE

Б) Vanish

В) Другой

Известно ли вам о их пагубном влиянии на одежду?

А) Да

Б) Нет

В) Возможно

Приложение № 4. Результаты опроса

№1Какие ткани преобладают в вашем гардеробе?№2Как часто вы стираете одежду?

№3. Используете ли вы отбеливатели? №4. Какой марки?

№5 Известно ли вам о их пагубном влиянии на одежду?

Приложение № 5. Влияние отбеливателей на различные ткани

(Фото под увеличением микроскопа до / после выдерживания в растворе отбеливателя)

Шёлк

Refine Vanish Ace Белизна

Шерсть

Refine Vanish Ace Белизна

Хлопок

Refine Vanish Ace Безизна

Лён

Refine Vanish Ace Белизна