Vloga kelatnih sredstev v pralnih izdelkih
Kelat, kelat, ki ga tvorijo kelatni agenti, izvira iz grške besede Chele, ki pomeni klešče rakovice. Kelati so kot klešče rakovice, ki zadržujejo kovinske ione, ki so zelo stabilni in jih je enostavno odstraniti ali uporabiti. Leta 1930 je bil v Nemčiji sintetiziran prvi kelat - kelat EDTA (etilendiamin tetraocetne kisline) za zdravljenje bolnikov z zastrupitvijo s težkimi kovinami, nato pa je bil kelat razvit in uporabljen za vsakodnevno kemično pranje, živilsko industrijo, industrijo in druge aplikacije.
Trenutno so glavni proizvajalci kelatnih agentov na svetu BASF, Norion, Dow, Dongxiao Biological, Shijiazhuang Jack in tako naprej.
Azijsko-pacifiška regija je največji trg za kelatne agente z več kot 50-odstotnim deležem in ocenjeno velikostjo trga več kot milijardo ameriških dolarjev, z glavnimi aplikacijami v industriji detergentov, čiščenja vode, osebne nege, papirja, hrane in pijač.
(Molekularna struktura kelacijskega sredstva EDTA)
Kelati nadzorujejo kovinske ione tako, da kelirajo svoje večligande s kompleksi kovinskih ionov in tvorijo kelate.
Iz tega mehanizma je mogoče razumeti, da imajo številne molekule z več ligandi takšno kelacijsko sposobnost.
Eden najbolj tipičnih je zgoraj omenjeni EDTA, ki lahko zagotovi 2 atoma dušika in 4 atome karboksilnega kisika za sodelovanje s kovino in lahko uporabi 1 molekulo za tesno ovijanje kalcijevega iona, ki potrebuje 6 koordinacij, kar ustvari zelo stabilen produkt z odlično kelacijsko sposobnostjo. Drugi pogosto uporabljeni kelatorji vključujejo natrijev fitat, kot je natrijev glukonat, natrijev glutamat diacetat tetranatrijev (GLDA), natrijeve aminokisline, kot je metilglicin diacetat trinatrijev (MGDA), ter polifosfate in poliamine.
Kot vsi vemo, bodisi v vodi iz pipe bodisi v naravnih vodnih telesih, so prisotni kalcij, magnezij in železo v plazmi, ti kovinski ioni pa bodo pri dolgotrajni obogatitvi imeli naslednje učinke na naše vsakdanje življenje:
1. Tkanina ni pravilno očiščena, kar povzroča nabiranje vodnega kamna, strjevanje in potemnitev.
2. Na trdi površini ni ustreznega čistilnega sredstva in nabira se vodni kamen.
3. Vodni kamen v posodi in steklovini
Trdota vode se nanaša na vsebnost kalcijevih in magnezijevih ionov v vodi, trda voda pa zmanjšuje učinek pranja. V detergentih lahko kelatno sredstvo reagira s kalcijevimi, magnezijevimi in drugimi kovinskimi ioni v vodi, da se zmehča kakovost vode, prepreči reakcija kalcijeve in magnezijeve plazme z aktivno snovjo v detergentu in ne vpliva na učinek pranja, s čimer se izboljša učinkovitost detergenta.
Poleg tega lahko kelirajoča sredstva naredijo sestavo detergenta bolj stabilno in manj dovzetno za razgradnjo pri segrevanju ali dolgotrajnem shranjevanju.
Dodatek kelativnega sredstva detergentu za pranje perila lahko poveča njegovo čistilno moč, zlasti na območjih, kjer na učinek pranja močno vpliva trdota, kot so sever, jugozahod in druga območja z visoko trdoto vode. Kelativ lahko tudi prepreči, da bi se madeži vode in usedli na površino tkanine, tako da je detergent za pranje perila bolj prepusten in se lažje oprime površine oblačil, hkrati pa izboljša učinek pranja. Izboljša belino in mehkobo, intuitivno delovanje preprečuje, da bi se sivi in suhi madeži trdo oprijeli.
Tudi pri čiščenju trdih površin in posode lahko kelatno sredstvo v detergentu izboljša sposobnost raztapljanja in disperzije detergenta, tako da se madeži in vodni kamen lažje odstranijo, intuitivna učinkovitost pa je, da vodni kamen ne ostane, površina je bolj prozorna in na steklu se ne nabira vodni film. Kelatna sredstva se lahko vežejo tudi s kisikom v zraku in tvorijo stabilne komplekse, ki zavirajo oksidacijo kovinskih površin.
Poleg tega se kelativni učinek kelatnih sredstev na železove ione uporablja tudi v čistilih cevi za odstranjevanje rje.