blegning

Blegning er processen med at fjerne eller svække uønsket farve, især eliminering af gulfarvning . Når blegemiddel er kendt i henhold til stoffer, som uønsket farve fra råvarer fra papir- og tekstilindustrien eller misfarvning på grund af ældning eller lys gulning fjernes. Ud over processen med blegning kaldes blegemidlet undertiden som "blegning". Blegning af papirmasse og papir samt tekstiler er af særlig industriel betydning .

etymologi

Ordet "blegemiddel" er relateret til "blanc", hvilket betyder hvidt eller farveløst på romanske sprog . På tysk ændres det til "tomt" i betydningen "klart", "rent". Ordet "bleg" beskriver også en svag farve: den blege måne, bleg af chok.

historie

Svovlbaserede blegemidler blev brugt til tekstiler for omkring 7000 år siden . Det egentlige procesmateriale er den reduktive svovldioxid .

Eau de Javel , Germanized Javel water, betragtes som det første kemiske blegemiddel. Dens effektivitet blevdemonstreretaf Claude-Louis Berthollet i 1785.

Linned , hamp og bomuldsfibre blev spundet og vævet i deres naturlige farve, så de færdige stoffer var gullige til gråbrune og skulle bleges, inden de blev farvet eller solgt. Friske vævede tekstiler såvel som tekstiler, der blev snavset gennem brug blev udsat for blegning af græsplæne: på en eng nær en flod blev blegningsområdet eller blegningsområdet de stoffer, der stadig var våde fra tøjet, men også garn, lagt fladt eller strakt og holdes kontinuerligt fugtig (dermed nærheden til floden). Nogle blegere dryssede også tekstilerne med lud.

Peroxiderne dannet mellemliggende under påvirkning af lys og atmosfærisk ilt såvel som de reaktive iltarter dannet under fotosyntese af græsplænen forårsagede blegningseffekten. Behandlingen til den ønskede grad af hvidhed kan tage uger eller endda en hel sommer.

I Tyskland blev husholdningstøj tørret og bleget på "græsplænen" eller "blegning" under vasketøjspæle indtil 1970'erne. Denne metode bruges stadig i andre lande i dag. De kemiske processer, der er involveret i blegeplæner, er grundlaget for moderne iltbaserede vaske- og blegemidler.

Ud over farvestoffer og vaskemaskiner var der blegens eget erhverv. Disse havde deres egen orden i mange byer . I Wupperdalen blev garnet næret , gennem et officielt privilegium blev der skabt et regionalt monopol for blegning. Blegepladsen blev også kort kaldet blegning . I mange byer er der gader, hvis navn antyder tidligere blegningssteder, f.eks. B. Bleiche, Tuchbleiche, Bleichstrasse, Bleichwiese, Bleichwiesenstrasse, Bleichplatz, On the Bleiche, On the Bleiche.

Blege

Blegemidler er alle oxidations- og reduktionsmidler eller stoffer med adsorberende virkning; kun selektivt virkende forbindelser er af praktisk betydning. Ligesom uønskede ledsagende stoffer i naturlige fibre ødelægges under blegning med blegemidler, er der muligheden for, at alle organiske molekyler ødelægges og misfarves i processen. Angrebspunktet for blegemidlet bør fortrinsvis være farvestoffer eller, i tilfælde af polymerer, deres kromoforiske grupper.

Det, som alle blegemidler har til fælles, er deres angreb på farvede konjugerede π-elektron-systemer . Når de fleste naturlige fibre bleges, beskadiges fibrene også, og polymerisationsgraden falder. Blegemidlet er ude af stand til at skelne mellem de uønskede brune ældningsprodukter og de ønskede fibermolekyler. Blegemidler angriber farvestofferne ved at ødelægge kromoforer . Forskellige farvede forbindelser kan lettere angribes ved oxidation eller reduktion , så oxidative eller reduktive blegemetoder har meget forskellige virkninger afhængigt af farvestoffet, der skal affarves.

Oxidativ blegemiddel

Oxygen og peroxider

Peroxider er forbindelser, der indeholder en -O - O- gruppe, de er to iltatomer, der er direkte forbundet med hinanden. Oxygen-oxygenbindingen af ​​peroxider er ikke stabil og nedbrydes med dannelsen af ​​reaktive radikaler . På grund af O = O dobbeltbinding er ilt i sig selv ikke et peroxid og er mindre reaktivt end dette.

Gasformigt ilt

anvendes i vid udstrækning til pulpblegning for at fuldføre delignificeringen af sulfat og sulfitpulp. Reaktionen finder sted under tryk ved op til 8 MPa i kontinuerlige reaktorer ved temperaturer op til over 90 ° C. Ved gulning af træholdige papirer spiller atmosfærisk ilt en vigtig rolle sammen med spor af metal som jern.

Brintoverilte

med formlen H ₂ O ₂ anvendes til blegning tekstilfibre såsom bomuldsstoffer og hørfibre (linned), som i dag hovedsageligt bleget med det. Det kan også bruges til at blegge træmasse og cellulose , men er for dyrt sammenlignet med mere økonomiske blegemidler.

Blegningsreaktionen finder sted under alkaliske forhold; perhydroxylanionen (HOO ^- ) angriber farvestofferne på en nukleofil måde . Det virker mod kinoner og konjugerede aldehyder . Oxidationsprodukterne er vandopløselige under blegningsforholdene og fjernes ved vask. Den polymere struktur af cellulosefibrene angribes ikke under de alkaliske forhold, hvis tungmetaller såsom jern på forhånd er blevet fjernet ved syrevask eller anvendelse af kompleksdannende midler, såsom diethylentriaminpentaeddikesyre (DTPA).

Perborate

var ensbetydende med Persil . For nylig er percarbonater også blevet anvendt. De har samme virkning som hydrogenperoxid i vandig opløsning, men er lettere at opbevare som et fast stof . Dette er mere fordelagtigt til brug i vaskemidler.

Peroxyeddikesyre

med det reaktive CH ₃ CO ₃ H bruges primært til desinfektion i vaskerier. Slutproduktet eddikesyre er let biologisk nedbrydeligt og derfor miljøvenligt. Ved blegning af papirmasse anvendes peroxyeddikesyre til at aktivere den alkaliske peroxidblegning under TCF ( T otal- C hlor- F anvendt re-blegemiddel) betingelser.

Klorforbindelser

klor

i sig selv er næppe nogensinde brugt industrielt til blegning, da der foruden oxidation også finder sted halogenering . Ved blegning med klor dannes der chlorerede carbonhydrider, og toksiske dioxiner er særligt problematiske .

Hypochloritter

kommercielt tilgængeligt som blegemiddel eller " Eau de Javel " er vandige opløsninger, der bruges som husholdningsblegemidler og som pletfjerner. Det aktive stof er normalt natriumhypochlorit (NaClO), mindre ofte kaliumhypochlorit (KClO). De grundlæggende hypochloritopløsninger kaldes undertiden "flydende chlor" på engelsk. Følgende ligevægt etableres i vandig tilstand:

${\ displaystyle \ mathrm {ClO ^ {-} \ + \ H_ {2} O \ \ rightleftharpoons \ HClO \ + \ OH ^ {-}}}$

Under alkaliske forhold reagerer hypochloritanionen nukleofilt og misfarver urenheder, eller blegningseffekten er baseret på dannelsen af ​​reaktivt singletilt .

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ HClO \ \ longrightarrow \ 2 \ HCl \ + \ ^ {1} O_ {2}}}$

Fortyndede opløsninger indeholder hypochlorsyre , HClO, som er meget mere reaktiv, men kan også beskadige det blegede materiale gennem ikke-selektiv oxidation.

${\ displaystyle \ mathrm {HClO \ + \ H ^ {+} \ + \ 2 \ e ^ {-} \ longrightarrow \ Cl ^ {-} \ + \ H_ {2} O}}$

Hypochlorsyre som oxidationsmiddel .

Ved forsuring er der risiko for, at der produceres giftig klorgas, fordi klorens opløselighed i vand er lav. For at reducere denne risiko indeholder de kommercielt tilgængelige opløsninger normalt en alkalisk buffer.

Chlordioxid (ClO ₂ )

er verdens førende blegemiddel til papirmasse . Under sure forhold reagerer chlordioxid selektivt med de resterende lignins phenolstrukturer, polymercellulosen angribes ikke. Ved blegning af linned anvendes klordioxid skiftevis sammen med hydrogenperoxid. Chlordioxidens oxidationspotentiale er relativt lavt ved +0,93 V (ved pH = 0), reaktiviteten skyldes elektrongabet i chlordioxidradikalen.

Reduktiv blegemiddel

Ved reduktion kan quinoner (gul til rød farve) omdannes til farveløse phenolderivater. Den vigtigste reaktion ved reduktion af blegning er destruktion af farvede metalkomplekser eller nedbrydning af farvestoffer. Naturlige phenolderivater danner stærkt farvede blæk med jern- eller kobbersalte. Hvis reaktionsprodukterne ikke skylles ud, kan kromoforer let regreseres ved oxidation med atmosfærisk ilt.

Dithionit

Den Natriumsaltet af dithionsyre (Na ₂ S ₂ O ₄ ) er det vigtigste reducerende blegemiddel. Det bruges til blegning af træmasse, til blegning af uld og til farvning af kar .

Svovldioxid

anvendes som bisulfit (NaHSO ₃ ) eller i gasform og kan blegge uønskede misfarvninger, især når der farves med syntetiske tekstilfarvestoffer. I særlige tilfælde er blegning med gasformigt SO ₂ mere egnet, fordi det let slipper ud.

Fjernelse af farvestoffet

Stærke kompleksdannende midler, såsom DTPA og EDTA, eller svage kompleksdannende midler, såsom citronsyre og oxalsyre, er særligt effektive i tilfælde af misfarvning forårsaget af organometalliske komplekser. De resulterende nye komplekser er farveløse og vandopløselige og kan fjernes ved vask.

Bindende stoffer såsom aktivt kul eller fylderjord (for det meste kaolin ) anvendes til blegning gennem adsorption. Naturlige olier, såsom palmeolie , indeholder store mængder mørke urenheder, herunder carotener . Disse kan fjernes ved adsorption. Oxiderende blegning af sådanne olier er også teknisk mulig, men ikke sædvanlig på grund af de uønskede bivirkninger med dobbeltbindingerne af fedtsyrekæderne.

Enzymer

Tilberedte enzymer anvendes som tilsætningsstoffer i vaskemidler . Disse stoffer er overvejende proteaser, som nedbryder proteiner biologisk, som derefter kan vaskes ud.

Anvendelser af blegemiddel

tekstiler

Blegemiddel er primært den tekstil-kemiske proces til fjernelse af uønsket farvning af naturlige fibre ved hjælp af et oxidativt, men også reduktivt blegemiddel . I tilfælde af bomuld og rayon anvendes blegning generelt som en forbehandling under farvning for at forberede fiberstrukturen. For moderne syntetiske fibre er blegning af råmaterialet ikke nødvendigt på grund af fremstillingsbetingelserne. Farvede biprodukter kan imidlertid opstå af hjælpematerialer under fremstillingsprocessen.

Blegemidler tilsættes rengøringsmidler for at fjerne uønskede ældningsprodukter og for at ødelægge tilsmudsning af pletter; disse har derefter en kemisk effekt ud over befugtningsmidler og den mekaniske vaskebevægelse. Indholdet af blegemiddel i moderne rengøringsmidler er en kompleks blanding, der skal være effektiv ved højere vasketemperaturer, men må ikke beskadige stoffets farver.

Blegeprocessen udføres for det meste med hydrogenperoxid, kaustisk soda og overfladeaktive stoffer (og andre hjælpekemikalier: blegemiddelstabilisatorer). PH-værdien varierer afhængigt af, om plantefibre (cellulose såsom bomuld ) eller animalske fibre (proteiner såsom fåruld) skal bleges . Bomuld bleges alkalisk og uld på den anden side i en sur proces.

De kemiske komponenter reagerer med hinanden, og indflydelsen fra blegemiddelstabilisatorerne styrer og deler langsomt iltet fra hydrogenperoxidet. I tilfælde af spontan, ukontrolleret nedbrydning ville cellulosens molekylære kædelængde blive reduceret, hvilket er synligt i den reducerede tårestyrke.

Der er flere mål med blegning:

1. Misfarvning gennem oxidation af det grundlæggende farvestof
2. Fjernelse af vegetabilsk forurening, såsom bladrester, fiberurenheder.
3. Fjernelse af urenheder i farvningsfedt
4. Derudover øges absorptionsevnen for efterfølgende processer og mere jævnt.

Man skelner mellem kontinuerlige og diskontinuerlige blegeprocesser. I den kontinuerlige proces påføres blegevæsken (blanding af hydrogenperoxid, natriumhydroxid, stabilisator og vand), og nedbrydningen af ​​hydrogenperoxidet aktiveres i en kontinuerlig damper tæt på 100 ° C-mærket. Fordelen er en hurtig proces med høje energiomkostninger.

I den diskontinuerlige proces påføres blegevæsken på stoffet og opbevares roterende på store ruller (pinde eller dokker) i op til 24 timer. Fordelen her er de høje energibesparelser, da der ikke kræves yderligere procesvarme.

Den diskontinuerlige proces inkluderer også blegning af garn på spoler eller kædebjælker. Her udføres blegningsprocessen i store beholdere under tryk og høje temperaturer i blegevæsken.

Afhængig af typen af ​​proces tilsættes de enkelte komponenter i væsken til blegevæsken i forskellige blandingsforhold.

Efter hver blegningsproces skal de blegekemikalier, der er tilbage på stoffet, fjernes ved vask, så efterfølgende processer i trykning eller farvning ikke forstyrres, da enhver resterende hydrogenperoxid ødelægger farvestofferne.

Den seneste udvikling inden for denne sektor kan i høj grad mindske risikoen for over- blegning .

Denim stof

Der skal bruges en reducerende blegemiddel på de indigo- farvede beklædningsgenstande såsom blå jeans . Stoffer, der er farvet på denne måde, kan affarves effektivt med dithionit .

De jeans farvestoffer er anvendt som en beholder . Küpe er en vandopløselig form af sådanne farvestoffer , der absorberes fremragende i bomuld. Når der efterfølgende tilføres luft, brydes beholderformen oxidativt ned, og det uopløselige pigment forbliver fanget i fibrenes molekylære kugle. Et tegn på denne type fiberbinding er den dårlige gnidningsegenskab hos "ægte" denimstoffer. Denne proces vendes ved blegning med reducerende stoffer . Pigmentet bliver vandopløseligt og kan skylles af, stoffet bleges.

vaskemiddel

Iltbaserede blegemidler findes i moderne vaskemidler og i pletfjerner . Oxygenbaseret blegemiddel betyder, at denne blegemiddel frigiver ilt fra hydrogenperoxid (eller ozon). Sådanne blegemidler indstilles til de særlige blegningsbetingelser ved hjælp af forskellige magnesiumholdige stabilisatorer til kommercielle produkter.

En meget brugt blegemiddel i kraftige rengøringsmidler var perborat. Det blev skubbet tilbage på anden måde, fordi dets borforbindelser er vanskelige at nedbryde og i høje koncentrationer i vandet er skadelige for planter. Percarbonat anvendes i pletflig, pletfjerner og modulopvaskemidler. Dens komplekse sammensætning gør det vanskeligt at integrere det i tunge rengøringsmidler. Da perborat og percarbonat kun bliver aktive ved en temperatur på 60 grader, anvendes såkaldte blegemiddelaktivatorer som tilsætningsstoffer.

Ved hjælp af blegemidler kan uønskede farvepletter og gulfarvning fjernes fra tøjet. Blegemidler har desinficerende virkning på svampe og bakterier , men kan angribe tøjet. I kraftige rengøringsmidler bliver blegemiddel kun effektivt ved højere temperaturer. I fine og plettede vaskemidler er der dog ingen blegemidler inkluderet. Oxygenbaseret blegemiddel bruges næsten altid til rengøring af tekstiler i hjemmet , især hydrogenperoxid i væske og natriumperborat i bleget pulver. Klorbaseret blegemiddel anvendes stadig til industriel tekstilrensning og tekstilforarbejdning .

cellulose

I papirindustrien bleges papirmasse med chlordioxid eller hypochlorit . Den økologisk tvivlsomme blegemiddel med elementært klor forsvinder. Miljøvenlige, fuldstændigt klorfri processer, der bruger hydrogenperoxid eller ozon, er mere omkostningsintensive og anvendes hovedsageligt i de skandinaviske lande. Pulp bleget med chlordioxid kaldes også ECF (elementær chlorfri) pulp; bleget med hydrogenperoxid eller ozon end TCF (fuldstændig chlorfri) papirmasse.

Kosmetik

De naturligt lagrede pigmenter ødelægges ved blegning eller blegning af håret. Hvis du vil opnå lysere nuancer end naturligt hår, når du farve dit hår, skal du gøre dette på forhånd. Irriterende kropshår lyses ved blegning i stedet for at fjerne håret.

I tandpleje er i oversættelse af engelsk : blegning af tandblegning som "bleg" navngivet. Bruges z. B. Carbamid - Peroxid .

I nogle tilfælde behandles uønskede pigmentpletter på menneskelig hud, såsom fregner (zoner med øget melanintæthed ) med specielle blegecremer. Hydrogenperoxid og peroxo-forbindelser såsom natriumperborat , magnesiumperborat eller urinstofperoxid anvendes som oxidationsmidler . Stoffer som kviksølv og hydroquinon bruges også til at lysne huden .

Overfladerensning

Blegning af overflader (antikt træ, tænder eller knogler, for nylig også menneskelig hud) bruges ofte til at gøre retfærdighed mod den moderigtige hvide. Forberedelse af yderligere renoveringstrin eller misfarvning af lyse farver kan også være årsagen her. En fortyndet eller meget fortyndet opløsning af hydrogenperoxid anvendes i vid udstrækning til dette formål. Andre midler er citronsyre og oxalsyre, frugtsyrer til hudblegning og carbamid til tandblegning. Organiske jernforbindelser er ofte gule, eller de er simpelthen gule jernoxyhydroxider (op til rust), der mister deres farve, når de omdannes til jernoxalo- eller citronatkomplekser.

I fremstillingsteknik , er knogler bleges for at opnå rensede stykker er egnede til samlinger og udstillinger. Jægere blegede deres jagttrofæer for at få præsentable minder.

Optiske lysemidler

Selvom de også er kendt som “optiske blegemidler”, udløser optiske blegemidler , vasketøjsblåt eller hestekastanjeekstrakt en anden proces. Tilsætningen af ​​en lille blå farve kompenserer for den gule nuance, selvom det fører til en mørkfarvning, skifter det det visuelle indtryk mod achromatisk . Dette er en rent optisk effekt uden nogen kemisk reaktion. Optiske lysemidler absorberer UV-lys og omdanner det til synligt lys, hvorfor deres virkning på gulligt kunstigt lys er meget begrænset.

Den øjet detekterer ”hvide” som indtryk , når farven stimulus (lys i dets spektrale sammensætning) ophidser alle tre sensorer for farveopfattelsen ligeligt. På grund af de molekylære vibrationer absorberer organiske stoffer i det spektrale område af ultraviolet, der forbinder til den korte bølge af synligt lys. Absorptionen kan nå ud i de blå og grønne områder, sjældent i den røde. Den absorption af ”blå fotoner ” fører til refleksion af bølgelængder, som derefter giver en gul, orange eller brun tone på hvide flader. Den brun-gule gule, dvs. den gulfarvede eller mere generelt den uønskede misfarvning, kan neutraliseres optisk ved at anvende den komplementære farve blå. I tilfælde af tøj blå, der faktisk er forbundet med et vist tab af "hvidhed", synes denne lysneutrale grå stadig mere acceptabel end den gule farve. Optiske lysemidler , der kompenserer for den gule tone med ekstra blå, har en bedre effekt . På grund af fluorescenseffekten absorberer disse stoffer foton energi i den usynlige UV og udsender lys i det blå spektrale område, hvilket øger den samlede mængde udsendt synligt lys. Optisk lysede tekstiler får derefter en typisk blålig glans i intens sollys eller i sort lys i diskoteket.

Individuelle beviser

1. ↑ Sohn, Joh. Paul: Præcis og detaljeret beskrivelse af den nye opfindelse og forbedring foretaget i den naturlige blegning af plæne og hampegarn og lærredene fremstillet af dem ... Olmütz 1853. S. 6 ff.
2. ↑ Gülich, Jeremias Elias: Komplet Färbe- und Blaichbuch . Ulm 1781. bind 3, s. 146.
3. ↑ H. Sixta: Håndbog om papirmasse . Wiley-VCH 2006, ISBN 3-527-30999-3 .
4. ↑ Monika Pohl og Jean Pütz : Hobby Tip der Hobbythek: Vask tøj med en hvid vest , nummer 305, intet år (link kontrolleret 4. januar 2014).
5. ^ Günter Vollmer og Manfred Franz: Kemiske produkter i hverdagen , Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1985, s. 119-120, ISBN 3-13-670201-8 .

Weblinks