Deterjanlar

DETERJANIN YAPISI
Deterjanlar kompleks yapı sentetik yapı maddelerdir. Sabun ve deterjanların kimyasal yapısı çok farklı olduğundan temizleme işlevindeki etkileri de farklıdır. Sabun asidik ve sert sularda etkili değildir ,(Sert sudaki Ca +2 ve Mg+2 ile (C 17H 35COO) 2Ca oluşur ve çöker) bir çökelti oluşturur. Buna karışık deterjanlar bu tip sularda etkilidir.
Yüzey aktif madde (sürfaktan) ismi sabun, deterjan, emülsiyon oluşturan maddeler, ıslatıcı maddeler için kullanılan genel bir isimdir. Deterjanlar, herbiri temizlemede ayrı bir görev yapan, pek çok maddenin çok kompleks bir karışımdır. Yüzey aktif maddeler veya sürfaktanlarla ilgili modern kavram, sabunları, deterjanları, emülsifiyanları, ıslatıcı maddeleri ve girme (penetrasyon) maddelerini kapsamaktadır. Bütün bunlar, birbirleriyle temasta olan iki faz arasındaki yüzey tabakasının özelliklerini değiştirerek, aktifliklerini sürdürürler. Yüzey aktif maddelerin pek çoğu, molekülün bir ucunda suyu çeken (hidrofilik) ve diğer ucunda suyu iten (hidrofobik) bir grup bulundururlar. Deterjanlar, kirleri uzaklaştırmada etkin olan bu özelliklere, fazlasıyla sahiptirler. Hafif ve ağır iş deterjanları olarak sınıflandırılarlar.
Yüzey Aktif Maddelerin Sınıflandırılması: Yüzey aktif maddelerinin hidrofobik kısmı genelde 8-18 karbon içeren düz veya az dallanmış zincirdir, bazı hallerde zincirdeki bazı karbon atomlarının yerine benzen halkası geçmiştir. Örnek olarak C 12H 25 (dodesil) ve C 12H 25C 6H 4 (dodesil) benzen verilebilir. Yüzey aktif maddenin içerdiği hidrofilik grup çok farklı olabilir. Hidrofilik grubun yapısına göre yüzey aktif maddeler;
Anyonik : _ OSO 3-1 veya _ SO 3-1
Katyonik : _ N (CH 3) +3 veya C 5H 5N +1
İç tuz : _ N +(CH 3) 2 (CH 2) 2COO -1
Yarı polar : _N(CH 3) 2O
İyonik olmayan : _ (OCH 2CH 2) nOH
Yüzey aktif madde olmak üzere sınıflandırılabilir.
Anyonik deterjanlar sulu çözeltide – iyon içeren yüzey aktif maddelerdir.
C 12H 25OH + SO 3 C 12H 25OSO 3H C 12H 25OSO 3 -1Na +1
Katyonik deterjanlar, çözeltide pozitif yüklü iyon veren yüzey aktif maddelerdir.
C 12H 25Cl + N(CH 3) 3 C 12H 25N(CH 3) 3 +1Cl -1
Yarı polar deterjanların yapısı
CH 3
|
C 12H 25 N(CH 3) 2 + H 2O 2 C 12H 25 _ N _ 0 + H 2O
|
CH 3


İç tuz yapısındaki deterjanların yapısı


O O
|| ||
C 12H 25 N(CH 3) 2 + Cl _ CH 2 _ C _ ONa C 12H 25 N(CH 3) 2 _ CH 2 _ C _ O + NaCl


İyonik olmayan deterjanların yapısı


C 12H 25OH + nCH 2 _ CH 2 C 12H 25(OCH 2CH 2) nOH


DETERJANIN HAM MADDELERİ
Büyük hacimlerde yüzey aktif organik bileşikler sabun ve deterjan üretiminde kullanılırlar. Lineer alkilbenzen sulfonat (LAS) ve yaş alkolü sülfatı, bunlara örnek oluştururlar ve yüz milyonlarca kilo üretilirler. Aynı durum, sabunların ana maddesi olan yaş asitleri için de doğrudur. Bu amaçla oleum, sud kostik, çeşitli sodyum fosfatlar ve ürün aşırlışının %3 veya daha azını oluşturan, çok sayıdaki katkı maddelerin büyük bölümü satın alınır.


Köpük Ayarlayıcı Maddeler : Bu maddeler ya köpüğün sabit kalmasını veya köpüğün azalmasını sağlarlar. Genellikle yüzey aktif madde ile birlikte kullanılırlar. Bu maddelerin ortak bir kimyasal yapısı yoktur. Genellikle her bir yüzey aktif madde için özel bir köpük ayarlayıcı kullanlır. Köpüğün kalıcı olmasını sağlayan maddelere örnek olarak, laurik etanolamit, alkilbenzen sülfonat ve laurik alkol-alkilsülfat verilebilir. Köpük azaltan maddeler genellikle hidrofobik maddelerdir. Bunlara örnek olarak da uzun zincirli yağ asitleri, silikonlar ve hidrofobik iyonik olmayan yüzey aktif maddeler verilebilir.


Deterjanın Etkisini Artıran Maddeler : Bu amaçla daha ziyade sodyumtripolifosfat gibi kompleks fosfatlar kullanılır. Bu maddeler suda bulunan ve sertlik veren Ca +2 ve Mg +2 iyonlarını komleks oluşturarak bağladıklarından çökmeleri önlenmiş
olur. Ayrıca suya geçmiş olan kirlerin çamaşır üzerine tekrar çökmesine mani olurlar. Kompleks polifosfatlar kullanılarak hazırlanmış bir deterjanla, karışım oranlarının iyi olması halinde iyi bir temizleme sağlanır. Deterjan etkisini artırdıklarından, deterjan maliyetini düşürürler. Deterjanların bileşiminde, yüzey aktif madde, köpük ayarlayıcı ve yüzey aktif maddenin etkisini artıran maddeler yanında %3 oranında katkı maddeleri de bulunur.
Deterjan Katkı Maddeleri : Korozyon inhibitörü olarak kullanılan sodyum silikat (Na 2SiO 3), çamaşır makinesinin metal kısmına ve tabakları korur. Benzotriazol, Alman gümüşü gibi metalleri korur. Korozyon inhibitörlerinin etkisini artırır. Karboksimetil selüloz, tekrar çökmeyi önlemek için kullanılır. Kumaşın parlak olmasını sağlamak için UV ışığı görünür ışığa çevrilebilen floresan maddeler kullanılır: Mavileştiren maddeler, kumasın sararma yatkınlışını önler. Ultramarin mavisi (çivit) gibi maddelerdir. Peroksijen yapılı artıcılar, yüksek sıcaklıkta etkili bileşiklerdir.
Parfüm: Sabun ve deterjan endüstrisi en fazla parfüm kullanılan endüstrilerdir.
DETERJANLARIN ÜRETiMi
1.Lineer alkilbenzenlerin sülfonasyonu ile deterjan üretilebilir.
2. Dodesilbenzenin sülfonasyonu:
Yaklaşık 5000kg dodesil benzen cam astarlı 10 m 3 hacimli sülfolama reaktörüne pompalanır. Reaktörde 10 BG turbo karıştırıcı bulunur.Reaktörün dışında ayrıca bir soğutucu vardır. Karıştırıcı çalıştırılır, dodesil benzenin sirkülasyonu başlatılır. %20 oleumdan 6250 kg mümkün olduğu kadar hızla katılır. (Genellikle 1,5 – 2 saat gerekir) Sıcaklığın 30 0C üzerine çıkmasa gerekir. Oleum ilavesi tamamlandıktan sonra karışım 30 0C’te 2 saat daha bekletilerek reaksiyonun tamamlanması sağlanır Reaksiyon karışımındaki asit %98,2 H 2SO 4’dir ve dodesilbenzen sülfonik asit ile karışmıştır. Fazların ayrılmasını sağlamak için hızla karıştırılan karışıma 1200 kg su katılır. Sıcaklığın 60 0C olması gerekir. Karışımdaki asit %78 H 2SO 4 liktir. 4 saat 60 0C’te bekletilir, fazlar ayrılır. 4900 kg %78 H 2SO 4 ayrılır. (alt faz) Üst fazı oluşturan dodesilbenzen sülfonik aside %20 Na 2CO 3 çözeltisinden 1365 kg katklarak nötrleştirilir. Sıcaklığın 55 0C üzerine çıkmaması gerekir. PH 7,5 – 8’dir, dodesilbenzen sülfonik asidin sodyum tuzu elde edilir. Dodesilbenzenin yaklaşık %99’u sülfolanır.
Deterjanların Çevreye Etkisi :
1960 ve 1970’lerde deterjanların bileşimleri, çevreyi koruma düşüncesiyle hızlı değişimlere uğramışlardır. Deterjanlardan kaynaklanan (sularda sürüklenen) fosfatlar, göl sularında ötrifikasyona neden olmakta ve bu nedenle deterjanlara fosfatların katılması, bazı ülkelerde yasaklanmış bulunmaktadır. Deterjan endüstrileri tarafından takınılasın tavır, atık su işlem ünitelerinde özel işlemlerle atık sulardan fosfatların uzaklaştırılabileceği şeklindedir; ayrıca fosfatların zehirli olduğu konusu da yeterince ispatlanmamıştır ve bunların yerine başka maddelerin konulması da pek istenen bir çözüm yolu değildir. Sabun ve deterjan endüstrileri ve bunları donatanların karşı karşıya geldikleri muazzam bir görev, yeni malzemelerin çevre üzerindeki etkilerinin araştırılmasıdır. Bu karmaşık problemin çözülmesinden önce, çok sayıda araştırmasının yapılması gerekmektedir.
Su kirlenmesini kontrol ve önleme konusunun önem kazanması nedeniyle, ürün-geliştirme işiyle görevli kimyager ve kimya mühendisleri son yıllarda atık su işleme ünitelerinde ve yüzey sularında (akarsular) yer alan mikrobik etki tarafından, ev ve endüstri deterjanlarının, kolaylıkla bozundurulabilen türde olmaları üzerinde durmaktadırlar. Bu yeni parametre, deterjan endüstrisinin yeni ürünler geliştirmede göz önünde bulundurduğu işlerlik, yeterlik ve fiyat faktörlerine katılmıştır. Tetrapropilenden türetilmiş alkilbenzen sulfonat gibi bir kısım surfaktanlar, yavaş yavaş parçalanırlar ve geride kalıcı bir atık bırakırlar. Mikrobik etki tarafından surfaktanların kolay bozunabilirlikleri, biyolojik parçalanabilirlikleriolarak adlandırılır. Bu konuda testler ve standartlar ortaya konulmuştur. Bunun gibi standartlar, geniş bir uygulama alanı bulabilmek için, çevre koşullarında değişim genişliğine sahip olmalıdır. Yetersiz atık işlem prosesleri ile, yalnız kısmen parçalanabilen malzemeler, daha yapay biyolojik işlem sistemleri tarafından tamamıyla bozundurulabilirler. Nehir suyunun da yavaş yavaş yok olma ölçütü veya atık su işleme ünitelerinde kullanılan biyolojik proseslerin tekrarı, biyolojik parçalanabilirlğin ölçülmesinde kullanılan, yaygın testlerden sadece bir kısmıdır.
Birkaç yıldan bu yana yürütülen araştırma esas alınarak, deterjan endüstrilerinin daha kolay parçalanabilen deterjanlar kullanmaları için belirli bir tarih, 31 Kasım 1965 seçilmiştir. Tam bir dönüş herkesin amacıdır ve bu konuda atılan en önemli adım, tetrapropilen benzensülfonatın (TPBS) diğerlerinin yerini almasıdır. Bu deterjan malzemesi, deterjan endüstrisinin ham maddesidir. Bulaşık ve çamaşır yıkama deterjanlarında kullanılan yüzey aktif maddeler pazarında, aşırlık olarak %70’lik paya sahiptir. Yılda yaklaşık 250 milyon kg civarında bir tüketim gücüne erişmiştir. TPBS, benzenin önce bir propilen tetramer ile alkillendirilmesi ve sonra, benzen halkasının sulfonasyonu ile üretilir. Propilen tetramer, dallanmış izomerlerin bir karışımından ibarettir ve pek azı, düz zincirli alkil gruplarına sahiptir. Daha kolay parçalanabilen yüzey aktif bir maddenin bulunabilmesi konusunda yapılan çalışma, alkil benzen oluşturmak için, düz zincirli bir hidrokarbon geliştirilmiştir. Düz zincirli maddeler, daha kolay parçalanabilen deterjanlar verir ve deterjan formülasyonuna kolaylıkla uyar.
Plastiklerin ve PVC Geri Dönüşümleri
Plastikler:60’ın üzerinde plastik türünün geri kazanımında bazılarının ekonomik değeri, diğerlerine oranla yüksektir. Dönüşümü en yaygın olan türler, PET olarak bilinen polietilen tereftalat ile, sıvı deterjan ambalajlarında yaygın olarak kullanılan yüksek yoğunluklu polietilendir. Ülkemizde özellikle ambalaj sanayiinin plastiklerin geri dönüşümündeki çalışmaları ve katkıları giderek artmaktadır. Unutmayın! Plastik, doğal ortamda bozunma oranı en düşük madde olmanın yanı sıra bir petrol türevi olduğundan hammadde yönünden dışa bağımlı bir üründür. Özellikle konferans vb kalabalık toplantılarda çay / kahve karıştırmak için sunulan ve bir kez kullanılıp atılan plastik karıştırıcılardan 1000 adet üretmek için gerekli doğal kaynak ve enerji, bir adet paslanmaz çelik çay kaşığı üretip o kaşığı 1000 kez yıkamak için gerekli doğal kaynak ve enerjinin 10 katıdır.
SERA ETKİSİ VE SONUÇLARI
Atmosferin ortalama ısısının artmasının nedeni atmosferde bulunan karbondioksit, su buharı ve metan gazının giderek çoğalması. Buna "sera etkisi" deniyor. Isının bir iki derece değişmesi bile dünya yüzeyinde canlı yaşamını tehlikeye atacak sonuçlar yaratabilir.
Petrol, doğal gaz, kömür gibi fosil yakıtların kullanılması ve ormanların yok edilmesi atmosferdeki karbondioksiti artırıyor.
Sanayi devrimi, fosil yakıtların kullanımını ve ormanların yok edilmesi sonucunu doğurdu. 19. yüzyıldan beri atmosferdeki karbondioksit miktarı yüzde 25 oranında ve atmosferin ortalama ısısı 0.3-0.6 derece arttı, bunun sonucunda dünyadaki su seviyesi 10-25 cm yükseldi. Bir derecelik bir artış El Nino gibi yıkımların ortaya çıkması, iki derecelik artış ise Antarktika'nın çoğunun erimesi için yeterli. Nature dergisine göre bu hızla giderse ısı 21. yüzyılda bir kaç derece artacak.
Sera etkisine neden olan bir diğer gaz ise metan gazı. Hayvancılığın ve pirinç üretiminin artması metan gazının artmasını da beraberinde getiriyor.
Artış bu hızla devam ederse 2020 yılında tüm dünyada 8 milyon insan ölecek
NÜKLEER SİLAHLAR
Nükleer silahları askeri açıdan çok çekici kılan, bu silahların birim ağırlıkları başına, patlaması sırasında ortaya çıkarttıkları enerjidir. Bir bombanın patlaması sonucunda ortaya çıkan enerji, çok kısa bir süre içinde, yakın çevresindeki ortamı ısıtarak bir şok dalgası yaratır. Bu şok dalgası, çevreye, dolayısıyla da hedefe zarar verir. Bir bombanın tahrip gücü, patlama sonucu çevreye eşit derecede zarar verecek kimyasal bir patlayıcı olan trinitro-tolüen' in (TNT) ağırlığı cinsinden verilir. Kimyasal patlayıcıların çevreye zarar ile nükleer bir patlayıcının vereceği zarar arasında binler veya milyon mertebesinde bir fark vardır. Örneğin, Amerikan Minuteman-III Kıtalar Arası Balistik Füzesi içinde bulunan, her biri 170 kt gücünde, ağırlığı yaklaşık 400 kg' dan az olan W62 nükleer başlıkları,patlama sonucu 170,000 ton TNT' e eşdeğer bir enerji açığa çıkarırlar. Diğer yandan, dünyadaki en güçlü nükleer bombalar, Çinlilerin CSS-4 sistemleri olup; güçleri 5-10 Mt (5-10 Milyon ton TNT' ye eşdeğer) dolayında, ağırlıkları ise 5 tondan azdır.
Nükleer silahları, güç-ağırlık oranları çekici yapmaktadır. Askeri dilde taşıma platformları olarak anılan, uçak veya füze teknolojisine sahip uluslar için nükleer patlayıcılar, çok uzaklardaki hedefleri vurabilme olanağı vermeleri açısından büyük önem taşımaktadırlar.
Nükleer silahların caydırıcı rolünün bir göstergesi,yarım yüzyıla yakın bir süredir bozulmayan Dünya barışıdır. Nükleer silahlara sahip bir ülke, benzer bir saldırının kendisine de yapılacağı kabusu ile yaşamak zorundadır. Bu nedenle nükleer silah sistemleri, "sac ayağı" olarak tanımlanan, bir üçlü sistemden oluşur. İlk sistem, düşmanın Kıtalar Arası Balistik Füze (KABF) silolarını hedef alan KABF sistemidir. Bu sistem, planlanmış bir saldırıda ya da saldırı karşısında savunma amacı ile kullanılabilmektedir. ABD ve eski SSCB, karşılıklı olarak ilk saldırıda bulunmama garantisi vermiş ve KABF sistemleri salt kendilerine yapılacak bir saldırı karşısında kullanma kararını benimsemişlerdir. Bir nükleer savaşın ilk yirmi dakikasında, KABF' lerin çoğunluğunun imha edilmesi ve bunların çevreye çok büyük zararlar vermesi olasılığına karşılık,daha çok intikam alma amacına yönelik olan Denizaltından Atılan Balistik Füzeler (DABF) sistemi geliştirilmiştir. Bu füzelerde, KABF başlıklarına oranla daha güçlü olan çok sayıda nükleer patlayıcı vardır ve füze siloları yerine kentleri hedef alırlar. Kısacası nükleer güçler,karşı tarafın sivil halkını rehin almaktadırlar. Üçüncü sistem ise, KABF ve DABF sistemlerinin arasında devreye girebilen, insan kumandası ile çalışan ve gerektiğinde geri çağrılabilir nükleer silahlar taşıyabilen bombardıman uçaklarıdır.