Chemie im Zimmer

Reinigungsmittel

Diese Produkte, die auch als Detergenzien oder Tenside bezeichnet werden, sollen die Oberflächenspannung des Wassers verringern. Je höher die Spannung ist, desto schlechter wird die Oberfläche benetzt und desto schwerer lässt sich der Schmutz entfernen. Reinigungsmittel fördern also die Vermischung des Schmutzes mit dem Lösungsmittel. Ihr Wirkmechanismus beruht auf mehreren Eigenschaften:

• einer Veränderung des pH-Werts der verschmutzten Oberfläche, die zum Aufbrechen der Wasserstoffbrückenbindungen führt, die für das Festhalten der Schmutzpartikel auf dem Untergrund verantwortlich sind. Einige Substanzen zerfallen auch unter dem Einfluss der angewandten Umweltveränderungen.
• Senkung der Wasserhärte, wodurch die Oberflächenbenetzung schneller und effizienter erfolgt. Dies hat zur Folge, dass die Löslichkeit ionischer Verbindungen erhöht wird und bestimmte Bestandteile abgebaut werden.
• Schaumbildung, die nicht nur die Kontaktfläche zwischen Schmutz und Reinigungsmittel vergrößert, sondern auch gelöste Schmutzpartikel herausdrückt und ihre erneute Anhaftung an der gereinigten Oberfläche verhindert.

Wir unterscheiden drei Gruppen von Tensiden, die am häufigsten verwendet werden:

• Anionische Tenside, d.h. die stärksten Tenside, werden hauptsächlich bei öligen und fettigen Verschmutzungen eingesetzt. Das größte Problem bei ihrer Verwendung sind die in hartem Wasser vorhandenen Calcium- und Magnesiumkationen, die die Tensidmoleküle deaktivieren.
• Nichtionische Tenside, die ebenfalls stark entfettende Eigenschaften haben. Sie werden jedoch hauptsächlich in Waschmitteln und Handgeschirrspülmitteln verwendet. Da sie keine elektrische Ladung haben, wird ihre Aktivität nicht durch die Wasserhärte beeinträchtigt,
• Kationische Tenside, also hauptsächlich weichmachende Mittel, die häufig als Zusatz zu Weichspülern verwendet werden. Darüber hinaus haben sie eine bakterizide Wirkung, weshalb sie in Formulierungen zur Desinfektion verwendet werden.

In Bezug auf die Chemie der Desinfektion ist es wichtig zu wissen, dass sowohl Pilze als auch Bakterien, selbst innerhalb derselben Spezies, sehr unterschiedlich sein können, auch was die Resistenz angeht. Die Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln hängt von den verwendeten Wirkstoffen, ihrer Konzentration, der Einwirkungsdauer, der verwendeten Temperatur und dem Vorhandensein zusätzlicher Verunreinigungen ab. Die verwendeten Wirkstoffe, wie Alkohole oder andere oxidierende Verbindungen, zielen in der Regel darauf ab, Proteine zu denaturieren und die Zellmembran der Bakterien zu schädigen. Andere, darunter Aldehyde und quartäre Ammoniumverbindungen wie Benzalkoniumchlorid, sind zusätzlich in der Lage, ihr genetisches Material zu zerstören.

Lufterfrischer

Gerüche, die in einem Raum schweben, können auch ein Zeichen für die darin enthaltenen chemischen Stoffe sein. Alle Arten von Lufterfrischern enthalten eine Reihe von chemischen Verbindungen wie Alkohole, Mineralöle und antibakterielle Substanzen. Nichtionische Tenside wie ethoxylierte Fettalkohole sind häufig als Solubilisatoren für Duftstoffe zu finden. Im Gegensatz zu Lufterfrischern sind Neutralisatoren so konzipiert, dass sie unangenehme Gerüche beseitigen. Dies ist möglich, weil sie chemische Verbindungen verwenden, die mit den flüchtigen Substanzen der stechenden Gerüche reagieren und sie in andere Substanzen umwandeln.

Möbel

Ein weiterer nicht offensichtlicher chemischer Aspekt eines jeden Zimmers sind die Möbel. Es gibt viele Materialien, die zu ihrer Herstellung verwendet werden, zum Beispiel:

• Holz, dessen chemische Zusammensetzung Verbindungen wie Zellulose, Hemizellulose und Lignin umfasst. Hinsichtlich der Elemente besteht es zu 49,5 % aus Kohlenstoff, zu 43,8 % aus Sauerstoff, zu 6,0 % aus Wasserstoff, zu 0,2 % aus Stickstoff und zu geringfügigen Anteilen aus anderen Elementen. Je nach Holzart enthält es unterschiedliche Mengen an Zucker, Protein, Stärke, Gerbstoffen, ätherischen Ölen, Gummi und Mineralstoffen.
• Melaminplatten werden aus Melamin hergestellt, einer aromatischen Aminverbindung, die sich von Triazin ableitet. Diese Platten zeichnen sich durch ihre hohe thermische und chemische Beständigkeit und Festigkeit aus.
• Glas, zu dessen Rohstoffen Quarzsand, d.h. Siliziumdioxid, Zusätze wie Natrium- und Kalziumkarbonat, Flussmittel und Metalloxide als Farbstoffe gehören.
• Polymere, z.B. Polycarbonat, Polypropylen und ABS, d.h. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Thermopolymer. Diese Materialien sind sehr widerstandsfähig gegen Rissbildung und Kratzer sowie gegen äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit.

Zu dieser Kategorie können wir auch Paneele hinzufügen, zum Beispiel Vinylpaneele aus pulverisiertem Sedimentgestein, Polyvinylchlorid und einem Stabilisator.

Lesen Sie mehr über chemische Rohstoffe für die Möbelindustrie.

Schaumstoffmatratzen

Ein weiteres Industrieprodukt, in dessen Zusammensetzung viele chemische Substanzen enthalten sind, ist die gesamte Palette der Schaumstoffmatratzen. Diese Art von Schaumstoff wird ausschließlich aus synthetischen Materialien hergestellt. Er besteht aus Schichten von Polyurethanschaum mit feuerhemmenden Zusätzen wie Gel, Wolle, Latexschaum, Baumwolle oder Polyester. Die Bestandteile von Polyurethanschaum sind hauptsächlich:

• Polyole – eine Sammlung mehrwertiger Alkohole mit Bindungseigenschaften; sie sind der Grundstoff, aus dem bei der Reaktion mit anderen Materialien der Polyurethanschaumstoff entsteht;
• Diisocyanate, die es in zwei Formen geben kann – organisch oder anorganisch; sie sind das reaktionsfreudigere Substrat bei der Reaktion zur Herstellung der Schaumstoffe;
• Treibmittel, die die Zugabe von Kohlenstoff zum Gemisch ermöglichen.

Es werden auch andere Schaumstoffe verwendet – Latexschaumstoffe, die eine Mischung aus synthetisch hergestelltem Latex und natürlichem Milchsaft des Kautschukbaums sind.

Lesen Sie mehr über Polyurethane.

Kabel und Leitungen

Kabel und ihre Ummantelungen sind ebenfalls in jedem Haushalt vorhanden. Betrachtet man das Elektrokabel selbst, so ist es nichts anderes als eine Verbindung zwischen der Stromquelle und dem Verbraucher, die aus Adern aus Kupfer oder Aluminium besteht. Diese Elemente sind hervorragende Leiter, was zu einer solchen Anwendung führt. Kupferadern zeichnen sich durch einfaches Verbinden und größere mechanische Festigkeit aus. Aus diesem Grund werden auch Aluminiumleitungen mit einem Kupfermantel hergestellt. Auf den Leitungen sind spezielle Markierungen zu sehen, die das Material, aus dem sie bestehen, symbolisieren – der Buchstabe „A“ steht für Aluminiumleitungen und „F“ – für Stahlleitung. Alle Kabel ohne Kennzeichnung sind standardmäßig aus Kupfer. Neben der eigentlichen Metallleitung werden auch Isoliermaterialien verwendet. Die gängigsten sind Polyvinylchlorid, also plastifiziertes und granuliertes PVC, Kautschuk, ein Elastomer, das aus aliphatischen Polymerketten wie Polyolefinen besteht, die durch einen Vulkanisationsprozess vernetzt werden, sowie Polyethylen.

Büromaterial

Unverzichtbar für unsere tägliche Arbeit sind alle Arten von Büromaterialien. Es gibt wohl kaum einen Haushalt, in dem es keine Artikel wie Kleber, Klebeband, Papier, Stifte, Tintenschreiber, Druckertoner oder farbige Textmarker gibt.   Auf den ersten Blick würden wir sie nicht als Chemie bezeichnen, aber es lohnt sich, genauer hinzuschauen:

• Die Funktion des Klebstoffs beruht auf dem Phänomen der mechanischen Adhäsion, einem Zustand, in dem zwei Oberflächen aufgrund der Verankerungskräfte der Substanz auf ihren Oberflächen aneinander haften. Der wichtigste Bestandteil der Formulierung ist ein synthetisches oder natürliches Polymer in Form einer kolloidalen Suspension oder solches, das sich nach dem Mischen mit einem Härter, Weichmacher oder anderen modifizierenden Substanzen durch diesen Zustand auszeichnet. Zu den gebräuchlichsten Kleberstiften gehören Substanzen wie Cyanacrylat und PVP (Polyvinylpyrrolidon). Cyanacrylat-Klebstoffe werden aus Methyl, Ethyl und Alkoxy hergestellt.
• Die Wirkung von Klebebändern ähnelt der von Klebstoffen und beruht ebenfalls auf den Kräften der Adhäsion und Kohäsion. Die Adhäsion allein bewirkt die oberflächliche Verbindung von Körpern, während die Kohäsion für die Nachwirkung, d.h. den Halt der Verbindung und die ästhetischen Eigenschaften nach dem Abziehen des Klebebandes verantwortlich ist. Jedes Klebeband besteht aus einer Trägerschicht – einem flexiblen Kunststoff – und einer Klebeschicht auf einer oder beiden Seiten. Ein gewöhnliches Klebeband enthält in der Regel einen Acrylklebstoff. Seine Produktion beruht auf der Herstellung einer Acrylemulsion, die dann mit einem Vernetzungsmittel vermischt wird. Er zeichnet sich durch hohe Festigkeit, Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und niedrige Temperaturen aus, gehört aber zu den Bandklebstoffen, die als minderwertiges Produkt gelten. Klebeband mit Naturkautschukkleber ist stabiler, auch über einen großen Temperaturbereich. Es wird jedoch hauptsächlich zum Verschließen schwerer Pakete und Kartons verwendet. Ein „Hotmelt“-Kleber aus synthetischem Kautschuk kann hier ein Ersatz sein.
• Chemisch gesehen ist Papier eine Zellulosepulpe, der Füllstoffe hinzugefügt werden, um die gewünschte Glätte, Festigkeit oder Farbe zu gewährleisten. Zellulose selbst ist eine chemische Verbindung, die zur Gruppe der Polysaccharide gehört und deren Struktur aus etwa 3 000-14 000 Glukosemolekülen besteht, die durch α-β1,4-glykosidische Bindungen linear verbunden sind. Je nach Verwendungszweck des Papiers sind die am häufigsten verwendeten Zusatzstoffe Kaolin, Talk, Kreide, Gips und Farbstoffe.
• Bei der Herstellung von Kugelschreibern werden viele chemische Substanzen verwendet – von Metallen bis hin zu Kunststoffen. Die Spitzen von Kugelschreibern können zum Beispiel aus einer Legierung aus Kupfer und Zink also aus Messing hergestellt werden. In der Regel sind jedoch der Korpus selbst, das Tuschegehäuse und das Skelett des Stiftes aus Kunststoff oder Aluminium gefertigt. Die Tusche selbst ist dagegen hauptsächlich eine wässrige Lösung von Pigmenten, die unlösliche Teilchen enthalten. Ähnlich wie die Tinte enthält auch sie Polymere und Stabilisatoren, die für die Konsistenz und den Fluss des Produkts verantwortlich sind. Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat werden häufig als Stabilisatoren verwendet, um das Erstarren von Tusche/Tinte zu verhindern. Das Lösungsmittel ist in den meisten Fällen Wasser, manchmal auch Petrochemikalien, die hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Darüber hinaus werden Stoffe wie Glyceride zur Verbesserung der Gleitfähigkeit der Tusche auf dem Papier, Triethanolamin zur Regulierung des pH-Werts oder silikathaltiger Ton als Füllstoff verwendet.