vaskemidler

Smuds på snavsede tekstiler mv. er af meget varierende karakter og må løsnes ved et kompliceret samspil af fysiske og kemiske fænomener og processer. Smudset omfatter støv, dvs. faste partikler, fortrinsvis af mineralsk oprindelse, fx vejstøv, kulstøv og støv fra luftforurening; endvidere pletter af fedt, protein og kulhydrat, herunder af kropsvæsker som sved, blod og urin, og endelig farvestoffer, pigmenter og bindemidler fra blæk, kaffe, saft, vin, maling osv.

Rent vand har ringe vaskeevne. Det skyldes dels vandets neutrale, ikke-basiske karakter, dels dets høje overfladespænding og deraf følgende ringe evne til at befugte overflader. Basiske stoffer (alkalier) og stoffer, der øger befugtningsevnen (overfladeaktive stoffer, tensider eller detergenter, herefter kaldet detergenter), udgør derfor de vigtigste bestanddele af vaskemidler.

Den bedre befugtning af materialet letter såvel opløsning af vandopløseligt smuds som fortrængning af uopløseligt olie og fedt. Desuden fremmer detergenter opslæmning af det løsnede smuds, idet detergentmolekylernes hydrofobe (vandskyende) del adsorberes på faste partikler og på olie- og fedtdråber. Herved fremkommer negativt ladede miceller (kugleformede molekylesamlinger), hvis indre indeholder vandskyende smuds. Micellernes ydre udgøres af detergentmolekylernes hydrofile (vandopløselige) del, og de kan derfor opløses på kolloid form i vaskevandet (se kolloider).

Alkalier bibringer vaskevandet en relativt høj pH-værdi, dvs. en høj koncentration af hydroxidioner (OH^-), der er årsag til negativ opladning af smudspartikler; derved modvirkes kolloidkemiske bindinger mellem partikler og tekstilfibre, og smudsløsningen fremmes.

Nogle former for smuds, fx uopløselige farvestoffer og koaguleret protein, lader sig ikke fjerne af alkalier og detergenter, men de kan omdannes og opløses ved kemiske reaktioner med særlige bestanddele i vaskemidlet såsom blegemidler og enzymer.

Vaskemidler er ikke blot aktive over for smuds, men kan også reagere med det tilsmudsede materiale. Tekstilfibre påvirkes kemisk, idet der kan ske en gradvis nedbrydning af den polymere molekylstruktur med deraf følgende svækkelse af fibrene. Ved udvikling af vaskemidler tilstræbes det at minimere sådanne bivirkninger.

Vaskemidlers sammensætning varierer meget, bl.a. under hensyn til vaskeopgavens karakter: forvask, storvask, uldvask mv. Der er store geografiske forskelle, bl.a. betinget af forskelle i vaskemetode og -tradition. I USA og Japan er der fx tradition for vask af tekstiler ved væsentlig lavere temperatur end i Europa. Ligeledes indgår miljøhensyn med forskellig vægt; især er der store forskelle mht. begrænsninger for anvendelse af fosfater. I Danmark indeholder et typisk tekstilvaskemiddel 10% detergenter, 40% alkalier, 20% blegemiddel og 0,5% enzymer samt natriumsulfat som fyldstof og små mængder af skumdæmper, optisk hvidt, parfume, farve mv.

Sæbe, dvs. kalium- og natriumsalte af fedtsyrer, er den ældste kendte form for detergent og indtil ca. 1930 den eneste med praktisk betydning. Men sæbe har ikke særlig høj detergentvirkning, især ikke i hårdt vand, hvor der dannes uopløselige kalksæber ved reaktion med vandets indhold af calciumioner. Sæbe blev derfor hurtigt udkonkurreret ved fremkomsten af mere effektive, helsyntetiske detergenter i årene omkring 2. Verdenskrig. Størst udbredelse fik i begyndelsen tetrapropylenbenzensulfonat, men omkring 1960 viste dette sig at være årsag til uacceptabel forurening, ikke mindst i form af udbredt skumdannelse i vandløb og søer, og i løbet af 1960'erne blev det erstattet af salte af andre, mere letnedbrydelige sulfonsyrer, især n-dodecylbenzensulfonat og andre lineære alkylbenzensulfonater (LAS).

Siden da er der blevet udviklet et meget stort antal syntetiske detergenter, og et moderne tekstilvaskemiddel indeholder normalt en blanding af detergenter, bl.a. for at gøre midlet universelt anvendeligt til vask af mange forskellige tekstiler. LAS tilhører en stor stofgruppe, der under et betegnes anioniske detergenter, og som også omfatter bl.a. alkansulfonater, som helt eller delvist kan erstatte LAS, tillige med alkylsulfater, der har supplerende egenskaber. En anden væsentlig stofgruppe er de nonioniske detergenter, især alkylethoxylater (alkylpolyglykolethere), der har særlig effektiv virkning over for syntetiske fibre. Se også overfladeaktive stoffer.

Basiske stoffer har været brugt som vaskemiddel siden oldtiden, især i form af soda (natriumcarbonat), som vandt almindelig indpas i 1800-t. Soda blev efterhånden suppleret med vandglas (natriummetasilikat), og det første flerkomponentvaskemiddel bestående af sæbe, soda og vandglas blev introduceret i 1878 af firmaet Henkel under navnet blegesoda. Soda (og vandglas) bidrager desuden til blødgøring af hårdt vand ved at udfælde de calciumioner, der er årsag til vandets hårdhed, og som ellers ville reagere med fx detergentmolekyler. Udfældningen sker dog på vasketøj og i vaskemaskine, og det er naturligvis uønsket. I moderne vaskemidler er soda derfor oftest erstattet af andre kalkbindere som fx natriumtrifosfat (Na₅P₃O₁₀), der binder calciumionerne ved dannelse af vandopløselige komplekser. Natriumtrifosfat har i øvrigt bedre vaskeevne end soda, hvilket bl.a. skyldes stoffets evne til ikke blot at binde calciumioner i vand, men også at ekstrahere (udtrække) calcium og andre metaller fra smuds. Derved nedbrydes smudsets kemiske og mekaniske struktur, og det fjernes lettere.

Miljøproblemer ved anvendelse af fosfat har ført til udvikling af andre calciumbindende stoffer, der helt eller delvis kan erstatte natriumtrifosfat. Især ionbyttere, såvel uopløselige zeolitter som vandopløselige polycarboxylsyrer, har vundet indpas. Silikater er fortsat en almindelig bestanddel af vaskemidler, især pga. en korrosionsbeskyttende virkning over for aluminiumdele o.l. i vaskemaskiner.

Som blegemiddel i husholdningsvaskemidler benyttes natriumperborat (NaBO₃(H₂O)₄), første gang markedsført i 1907 i det såkaldt selvvirkende vaskemiddel Persil (15% natriumperborat og 85% blegesoda). Natriumperborat hydrolyseres i det basiske miljø til hydrogenperoxidioner (HO₂^-), der reagerer oxidativt med farvestoffers kromofore grupper under dannelse af farveløse forbindelser. Natriumperborat har dog den ulempe, at virkningen er bedst ved temperaturer over 60 °C. Stoffet anvendes derfor ikke ved lavtemperaturvask, fx i USA, hvor der i stedet bruges natriumhypoklorit(NaClO), tilsat i vandig opløsning som supplement til et fast eller flydende vaskemiddel.

Enzymer i vaskemidler virker ved at katalysere nedbrydning af fedt, protein og kulhydrat. Den industrielle fremstilling af vaskemiddelenzymer blev påbegyndt omkring 1960 af den danske virksomhed Novo Industri, og siden har enzymer vundet indpas som almindelig bestanddel af tekstilvaskemidler. De første vaskemiddelenzymer var de proteinnedbrydende proteinaser, men i dag udbydes en bred vifte af enzymer, bl.a. omfattende lipaser og amylaser til fjernelse af hhv. fedt og stivelse. Se også enzymer (anvendelse af enzymer).

De fleste vaskemidler i pulverform indeholder væsentlige mængder af natriumsulfat, tilsat i fremstillingsprocessen som fyld- og hjælpestof. Derudover kan der indgå mindre mængder af et relativt stort antal andre bestanddele, fx midler til regulering af skumdannelse, midler til aktivering og stabilisering af blegemiddel, parfume for at maskere ilde lugt fra vaskeprocessen samt optisk hvidt, som er organiske forbindelser, der skjuler gulfarvning af vasketøj.

Vaskemidler på pulverform fremstilles ved forstøvningstørring af en koncentreret vandig opslæmning af detergent, alkali, natriumsulfat mv. Temperaturfølsomme stoffer, fx parfume, enzymer og natriumperborat, tilsættes derefter ved granulerings- og blandingsprocesser. Vaskemiddelindustrien har stor økonomisk betydning; i den industrialiserede del af verden er det årlige forbrug af vaske- og rengøringsmidler af størrelsesordenen 25 kg pr. indbygger.

Læs også om vaskemidlers forurening.