Химия в жилой комнате

Чистящие средства

Эти продукты, иначе называемые детергентами или сурфактантами, предназначены для уменьшения поверхностного натяжения воды. Чем больше натяжение, тем хуже смачивание поверхности и, следовательно, сложнее удаление грязи. Таким образом, чистящие средства способствуют смешиванию загрязняющих веществ с растворителем. Механизм их действия основан на нескольких свойствах:

• изменение pH загрязненной поверхности, что приводит к разрыву водородных связей, удерживающих частицы грязи на поверхности. Некоторые вещества также разрушаются под воздействием изменений окружающей среды.
• Снижение жесткости воды, благодаря чему смачивание поверхности происходит быстрее и эффективнее. Это влияет на повышение растворимости ионных соединений и на распад некоторых компонентов.
• пенообразование, которое не только увеличивает площадь контакта между грязью и моющим средством, но и выталкивает частицы выделяемой грязи, препятствуя ее повторному прикреплению к очищаемой поверхности.

Существует три наиболее часто используемых группы сурфактантов:

• Анионные, т.е. самые сильные сурфактанты, используемые в основном в случае маслянистых и жирных загрязнений. Самой большой проблемой при их использовании являются присутствующие в жесткой воде катионы кальция и магния, вызывающие дезактивацию молекул сурфактантов
• Неионогенные, которые также обладают сильными обезжиривающими свойствами. Тем не менее, они в основном используются в стиральных порошках и средствах для мытья посуды вручную. Кроме того, благодаря тому, что они не имеют электрического заряда, жесткость воды не влияет на их активность,
• Катионные, т.е. в основном смягчители, которые часто используются в качестве добавки к смягчителям ткани. Кроме того, они обладают бактерицидным действием, отсюда и их использование в составах, предназначенных для дезинфекции.

Обращаясь к химии для дезинфекции, следует помнить, что и грибы, и бактерии, даже в пределах одного вида, могут сильно различаться, в том числе и по устойчивости к дезинфекции. Эффективность дезинфицирующих средств зависит от используемых активных веществ, их концентрации, продолжительности действия, используемой температуры и наличия дополнительных примесей. Используемые активные вещества, такие как спирты или другие окисляющие соединения, обычно направлены на денатурацию белков и повреждение клеточной мембраны бактерий. Другие, в том числе альдегиды и четвертичные аммониевые соединения, такие как хлорид бензалкония, также способны разрушать свой генетический материал.

Освежители воздуха

Запахи в комнате также могут быть признаком присутствующей в ней химии. Все виды освежителей воздуха содержат ряд химических соединений, таких как спирты, минеральные масла и антибактериальные химикаты. Неионогенные сурфактанты, такие как этоксилированные жирные спирты, часто используются в качестве солюбилизаторов ароматизаторов. В отличие от освежителей воздуха, нейтрализаторы предназначены для удаления неприятных запахов. Это возможно благодаря использованию в них химических соединений, которые вступают в реакцию с летучими веществами резких запахов, превращая их в иные.

Мебель

Еще один неочевидный химический аспект любой комнаты – это мебель. При ее производстве используется множество материалов, например:

• древесина, в химический состав которой входят такие соединения, как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Углерод составляет около 49,5%, кислород 43,8%, водород 6,0%, азот 0,2% и незначительное количество других. В зависимости от породы дерева мы найдем в его составе различное количество сахара, белка, крахмала, дубильных веществ, эфирных масел, каучука и минеральных веществ.
• меламиновые плиты изготавливаются из меламина, представляющего собой ароматическое аминовое соединение, полученное из триазина. Такие плиты отличаются высокой термической и химической стойкостью и долговечностью.
• стекло, сырьем для которого являются кварцевый песок, т.е. диоксид кремния, добавки, такие как карбонат натрия и карбонат кальция, флюсы и оксиды металлов в качестве красителей.
• полимеры, например поликарбонат, полипропилен и ABS, т. е. акрилонитрил-бутадиен-стирольный термополимер. Такие материалы очень устойчивы к растрескиванию и царапинам, а также к влиянию внешних факторов, таких как влага.

В эту категорию входят также панели, например, виниловые, изготовленные из порошкообразной осадочной породы, поливинилхлорида и стабилизатора.

Поролоновые матрасы

Еще одним промышленным продуктом, в состав которого входит много химических веществ, является целый ряд поролоновых матрасов. Такой поролон изготавливается только из синтетических материалов. Он состоит из слоев пенополиуретана с огнеупорными добавками, такими как гель, шерсть, вспененный латекс, хлопок или полиэстер. Компонентами пенополиуретана в основном являются:

• полиолы — представляющие собой набор многоатомных спиртов со связующими свойствами, они являются основным сырьем, которое, реагируя с другими материалами, образует пенополиуретановый материал;
• диизоцианаты, которые могут иметь две формы – органическую или неорганическую, они являются более реакционноспособным субстратом в реакции получения поролона;
• вспенивающие средства, позволяющие добавлять углерод в смесь.

Также используются другие поролоны — латексные, представляющие собой смесь синтетически полученного латекса и натурального млечного сока каучукового дерева.

Подробнее о полиуретанах.

Кабели и провода

В каждом доме также присутствуют кабели и их оболочки. Что касается самого электрического провода, то это не что иное, как соединитель источника питания и приемника, который состоит из медных или алюминиевых жил. Эти элементы являются отличными проводниками, что обуславливает их применение. Медные жилы отличаются простотой соединения и большей механической прочностью. По этой причине также производятся алюминиевые провода с медной оболочкой. На проводах можно увидеть специальные маркировки, символизирующие материал, из которого они изготовлены – буква «А» означает алюминиевый провод, а «F» – стальной. Все остальные провода без маркировки по умолчанию являются медными. Помимо самого металлического провода, также используются изоляционные материалы. Это всевозможные пластмассы, и наиболее распространенными являются поливинилхлорид, т.е. пластифицированный и гранулированный поливинилхлорид, каучук, представляющий собой эластомер из алифатических полимерных цепей, например полиолефинов, сшитые в процессе вулканизации, и полиэтилен.

Канцелярские принадлежности

В повседневной работе используются всевозможного вида канцелярские принадлежности. Сложно найти дом, в котором нет таких предметов, как клей, клейкая лента, бумага, шариковая ручка, чернильная ручка, тонеры для принтеров или цветные маркеры.  На первый взгляд, мы бы не назвали их химией, но стоит присмотреться к ним поближе:

• Действие клея обусловлено явлением механической адгезии, т. е. состоянием, при котором две поверхности прилипают друг к другу за счет сил закрепления веществ на их поверхностях. Наиболее важным компонентом в рецептуре является полимер, синтетический или натуральный, в виде коллоидной суспензии или тот, который при смешивании с отвердителем, пластификатором или другими модифицирующими веществами характеризуется таким состоянием. В состав самых популярных клеев-карандашей входят такие вещества, как цианоакрилат и ПВП, то есть поливинилпирролидон. Цианоакрилатные клеи состоят из метила, этила и алкокси,
• Действие клейкой ленты аналогично действию клея и также основано на силе адгезии и сцепления. Сама адгезия вызывает возможность поверхностного соединения физических тел, в то время как когезия отвечает за последствия, то есть за удержание соединения и эстетические качества после снятия ленты. Каждая лента состоит из носителя – гибкого пластика и клеевого слоя с одной или двух сторон. На обычную клейкую ленту накладывется, как правило, акриловый клей. Его производство заключается в получении акриловой эмульсии, которая затем смешивается со сшивающим агентом. Он характеризуется высокой прочностью, стойкостью к влаге и низким температурам, но является одним из ленточных клеев, считающимся продуктом более низкого качества. Клейкая лента из натурального каучука более стабильна, в том числе в широком диапазоне температур. Тем не менее, она в основном используется для запечатывания тяжелых упаковок и картонных коробок. Альтернативой ему может стать термоклей из синтетического каучука,
• Бумага с химической точки зрения представляет собой целлюлозную массу с добавлением наполнителей, предназначенных для обеспечения соответствующей гладкости, прочности или цвета. Сама целлюлоза представляет собой химическое соединение, относящееся к группе полисахаридов, и в ее структуру входит около 3000-14000 молекул глюкозы, соединенных линейно α-β-1,4-гликозидными связями. В зависимости от назначения бумаги чаще всего используются добавки в виде каолина, талька, гипса, мела и красителей,
• Для изготовления ручек используются различные химические вещества — от металлов до пластмасс. Наконечники шариковых ручек могут быть изготовлены, например, из сплава меди и цинка, т.е. из латуни. Однако, как правило, сам корпус, стержень и каркас ручки изготавливаются из пластика или алюминия. Сами чернила в основном представляют собой водный раствор пигмента, в котором есть нерастворимые частицы. Как и чернила, он также имеет в своем составе полимеры и стабилизаторы, которые отвечают за консистенцию и поток продукта. Поливинилхлорид и поливинилацетат часто используются в качестве стабилизаторов для предотвращения затвердевания туши/чернил. Растворителем в основном является вода, иногда нефтепродукты, состоящие в основном из углерода и водорода. Кроме того, используются такие вещества, как глицериды, чтобы чернила лучше скользили по бумаге, триэтаноламин для регулирования pH или силикатосодержащая глина в качестве наполнителя.