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Universidad de El Salvador Escuela de Ingeniería Química e Ingeniería de Alimentos Química Industrial

2014

LABORATORIO No. 2

“ELABORACIÓN DE SUAVIZANTE PARA TELAS” Grupo de laboratorio: González Rivera M.A; Lara Rosales E.M; Méndez Cornejo B.M; y Reyes Rodríguez C.E

Objetivo General Que el estudiante conozca el proceso de elaboración de suavizante para uso en telas y prendas de vestir y la función de cada uno de sus componentes.

Objetivos Específicos Conocer las condiciones adecuadas en trabajo de laboratorio para llevar a cabo la elaboración del suavizante para telas a nivel de laboratorio. Conocer las principales características físicas y químicas de los componentes del suavizante para telas.

1. MARCO TEÓRICO Un suavizante para telas es un producto que se utiliza comúnmente en el proceso de lavado de ropa. El efecto del suavizante es proporcionar a la ropa una sensación de suavidad. El suavizante se comercializa disuelto en agua y se añade en forma líquida a la lavadora, también se puede encontrar como hojas que se introducen en la secadora. La mayoría de los suavizantes comunes están compuestos por bórax, que es un compuesto en forma de cristal suave y color blanco. Éste se utiliza también enla formulación de detergentes, jabones, desinfectantes, esmaltes, etc. Existen muchas marcas comerciales de suavizantes, que prometen más suavidad y un buen aroma para los consumidores. Los suavizantes se usan normalmente en los hogares, en una fábrica o tintorería. Éstas últimas utilizan también desodorantes y jabones, siguiendo un proceso de lavado en máquina y planchado. Actualmente, a los suavizantes les agregan colorantes y esencias para que en la ropa quede un olor agradable. También hacen para cada tipo de tejido: ropa blanca, oscura o delicada.

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1.1 Antecedentes históricos del desarrollo de suavizantes textiles. Los primeros suavizantes fueron desarrollados por la industria textil durante principios del siglo XX. . A principios de 1900,preparados conocidos como suavizantes de algodón se desarrollaron para mejorar la sensación de estas fibras después de la tintura. En la década de 1960 varios de los principales comercializadores comenzaron la venta de composiciones de suavizante líquido para uso doméstico. La popularidad de estos productos aumentó mucho en los siguientes diez años, se desarrollaron nuevas fórmulas que siempre mejoran la suavidad y fragancias más atractivas. A finales de 1970 los fabricantes encontraron una manera de suavizar el tejido, entregar las prestaciones en un formato de hojas para secadora. Estas hojas proporcionan algunos de los beneficios de suavizantes y además dan la comodidad de poder que se añadirán en la secadora de la lavadora en lugar del ciclo de enjuague. Sin embargo, mientras las hojas son muy populares hoy en día, los suavizantes líquidos siguen siendo ampliamente utilizados debido a que son más eficaces. En la década de 1990, mentalizados en cuidar el medio ambiente, se iniciaron pruebas de comercialización de formulaciones ultra-concentrado. Estas "ultra" formulaciones están diseñadas de tal forma que sólo alrededor de una cuarta parte del producto tiene que ser utilizado y, por tanto, pueden ser envasados en pequeños recipientes. Sin embargo, el valor percibido para el consumidor es más bajo porque hay menos producto y el precio es más elevado. 1.2 Componentes de un suavizante textil comercial La composición típica de un suavizante de telas comercial básicamente consiste en una emulsión de aceites o grasas en un medio dispersante para lograr que éstas penetren en las fibras textiles logrando el acabado suave de las telas, sin embargo éstas sustancias deben contar con algunas características específicas para lograr un resultado pleno, así como ciertas características estéticas como aromas y color. 1.2.1 Agentes acondicionadores Las primeras fórmulas de suavizantes eran simples dispersiones de materiales grasos que depositaban en el tejido de fibras después del lavado. Uno de los ingredientes más comunes utilizados es el dimetil cloruro amónico graso dihidrogenado.(DHTDMAC, por sus siglas en inglés), que pertenece a una clase de materiales conocidos como compuestos de amonio cuaternario, o Quats. Este tipo de ingredientes es útil debido a que parte de la molécula tiene una carga positiva que atrae y se une a fibras de tejido con carga negativa. Esta carga también ayuda a dispersar la interacción eléctrica, fuerzas que son responsables de la estática. La otra parte de la molécula es grasa natural y proporciona la lubricidad y antideslizante que hace que el tejido se sienta suave.

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Si bien estos Quats hacer ablandar los tejidos de manera muy eficaz, también puede hacerlos menos absorbentes. Este es un problema para ciertos artículos, como ropa y toallas. Para superar este problema, las formulaciones modernas usanQuats en combinación con otros ingredientes más eficaces. Estos nuevos compuestos poseen una menor durabilidad en la tela que hace menos probable que interfieran con la absorción de agua. Una de las nuevas clases de materiales empleados en formulaciones suavizantes hoy es polidimetilsiloxano (PDMS, por sus siglas en inglés). El siloxano es un líquido con base de silicón que tiene la capacidad de lubricar las fibras para suavizar y mejorar la facilidad de planchado. 1.2.2 Emulsionantes Los ingredientes utilizados en el acondicionamiento suavizantes no son solubles en agua normalmente debido a su naturaleza oleosa. Por lo tanto, otro tipo de productos químicos, conocidos como emulsionantes o emulgentes, se añaden a la fórmula para formar una mezcla estable. Sin emulgentes el suavizante líquido se separaría en dos fases, como el petróleo y un aderezo de vinagre. Hay tres tipos de emulsionantes utilizados en formulaciones de suavizante de telas: las micro-emulsiones, macro-emulsiones, y polímeros de emulsión. a) Macro-emulsiones: son dispersiones cremosas de aceite y agua similar a lociones de manos o acondicionadores de cabello. Las moléculas emulgentes rodean el aceite o gotas de silicón y permiten que se dispersen en el agua. b) Micro-emulsiones:químicamente similares, pero crea partículas de aceite tan pequeñas que la luz pasa a su alrededor. Por lo tanto, un micro-emulgente se caracteriza por su claridad y la transparencia en lugar de ser blanco lechoso. Además, una de las ventajas de la micro-emulsión es que las partículas de silicón son tan diminutas que realmente penetra en las fibras, mientras que las macro-emulsiones sólo se depositan en la superficie de la fibra. c) Polímeros de emulsión: dispersiones que crean un aspecto similar a una macro-emulsión. Este sistema no utilizaverdaderos emulsionantes para suspender y disolver la fase de aceite. En lugar de ello, la emulsión de polímeros crean red estabilizada de moléculas que suspenden las diminutas gotas de silicón como el pescado capturado en una red. El sistema de emulsionantes utilizado en suavizantes debe ser elegido cuidadosamente para asegurar el nivel adecuado de la deposición en el tejido. Una mezcla de emulsionantes no iónicos (los que no tienen carga) y emulsionantes catiónicos (aquellos que tienen una carga positiva) se utilizan normalmente. Tensioactivos aniónicos (que tienen una carga negativa) rara vez se usa porque los agentes

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acondicionadores del tejido tienen una carga positiva, que tienden a desestabilizar a una emulsión de los tensioactivos aniónicos. 1.2.3 Otros ingredientes importantes Además de los agentes acondicionadores y emulsionantes, los suavizantes contienen otros ingredientes para mejorar su atractivo estético y para garantizar que el producto será estable. Por ejemplo, la fragancia y el color se añaden para hacer el producto más agradable a los consumidores. Además, la emulsión de estabilizadores y conservantes se utilizan para garantizar la calidad del producto. Los componentes grasos de los suavizantes textiles son un medio para el crecimiento de micro organismos, los conservantes se añaden a las fórmulas comerciales para dar estabilidad tanto a la consistencia como a la composición de las mezclas. Ver ejemplo de formulación de suavizante comercial en el cuadro 1.1 Cuadro 1.1 Resumen de los ingredientes esenciales de marca comercial Suavitel

®

REFERENCIA: http://www.colgate.com/app/PDP/Suavitel/US/ES/Faqs.cwsp (Abril 2014)

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ELABORACION EXPERIMENTAL DEL SUAVIZANTE

Se desarrollará una fórmula únicamente con agente acondicionador y agente emulsificante, sus propiedades físicas y químicas se resumen en el cuadro 2.1 Por igual se hace uso de fragancia y colorante. En esta formulación se omite la adición preservantes y estabilizadores para favorecer la biodegradación de los otros compuestos utilizados, cuando se descarta después de su uso a los depósitos de aguas residuales. Por lo anterior, se recomienda usar el producto dentro de la primera semana luego de producido para asegurar su eficacia plena y estabilidad antes de su uso.

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CUADRO 2. 1 PROPIEDADES FISICOQUMICAS Y FUNCIÓN DE LOS REACTIVOS A UTILIZAR. Nombre comercial: Alcohol Cetílico Función: Agente que proporciona la consistencia de emulsión típica de los suavizantes comerciales Fórmula química: Peso Densidad a Punto Punto de Solubilidad molecular: 20°C: de ebullición: en agua a fusión: 20°C: C16H33OH 242.44g/mol 811.10Kg/m3 49°C 110°C 0.3 g/100 ml Nombre comercial: Dehyquart.Nombre común: Cetil trimetil cloruro de amonio. Función: Posee un buen poder humectante y espumante así como excelentes propiedades emulsionantes. Se emplea como inhibidor del olor y bactericida. Fórmula química: Peso Densidad a Punto Punto de Solubilidad molecular: 30°C (g/mL): de ebullición: en agua a fusión: 20°C: C30H64NO10 629.43 0.96 NR NR ∞ g/mol REFERENCIA: http://es.wikipedia.org/wiki/Alcohol_cet%C3%ADlico y http://www.cosmotienda.com/tienda/dehyquart-a-500-mlhtmlhttp://www.dps.com.mx/buscar.php. Abril 2014. . 2.1

Material y Equipo.          

Mechero bunsen Trípode Malla de asbesto Cucharitas medidoras Beaker de 500 ml Beaker de 100ml Agitador de vidrio Probeta de 100ml Termómetro Balanza analítica o granataria

2.2 Reactivos     

Agua destilada Fragancia (de 0.5 a 1 mL) Colorante (cantidad mínima al tanteo para una coloración suave) Alcohol cetílico 20 g Base de suavizante (dehyquart) 40 mL

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Procedimiento Experimental a nivel de laboratorio.

Cantidad a preparar por grupo: 400ml de suavizante para tela. Con ayuda de la probeta medir 328ml de agua destilada y colocarlos en el beaker de 500ml Calentar los 328ml de agua destilada a temperatura de 60°C Nota: la temperatura puede ser mayor que 60°C pero no debe ser menor a este valor. Medir 60ml de base de suavizante (dehyquart), agregarlos al beaker y mezclar, manteniendo la temperatura no menor de los 60°C. En el beaker de 100ml pesar 20g de alcohol cetílico y fundirlo con ayuda del mechero bunsen Agregar el alcohol cetilico fundido a la solución del beaker de 500ml y mezclar con el agitador de vidrio hasta homogenizar. Mantenter la temperatura de la mezcla a 60°C. Al agregarlo se comenzará a observar el cambio de la mezcla, que de ser completamente fluida, pasará a emulsionarse, poco a poco. Esperar a que se enfrié la solución, al estar fría se notará más la textura de la mezcla, en forma de emulsión. Adicionar 1ml de colorante y de 1 a 4 ml de fragancia (cantidades pueden variar dependiendo del tipo de fragancia y del acabado que se desee), mezclar con el agitador de vidrio hasta homogenizar Proceder a envasar el suavizante en un envase de poliuretano de alta densidad con capacidad mínima de 100ml y etiquetarlo con las viñetas que se entregaran al final de la práctica. Notas: a) se repartirán los 400ml de suavizante de telas entre los integrantes de cada grupo, aproximadamente 100ml para cada uno. b) En esta práctica no se adicionarán conservantes, dado a lo expuesto anteriormente, por lo cual se recomienda el uso del producto dentro de la primera semana de producido, asegurando así la eficacia y estabilidad de este. c) Lo que debe traer el estudiante

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1 envase de 100ml de poliuretano de alta densidad (envase opaco) Papel toalla

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3. CUESTIONARIO o ¿Cuál es la composición típica de un suavizante textil comercial? o ¿Qué efecto tiene a nivel molecular, el agente acondicionador del suavizante textil? o ¿Cuáles son los tres tipos de emulsionantes utilizados en formulaciones de suavizante de telas? o ¿Cuál es la función esencial que tiene el emulsionante en el buen desempeño de un suavizante para telas? o ¿Por qué no se hará uso de conservantes, para la realización del suavizante textil, en esta práctica?

4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Referencias (fórmulas de patentadas de suavizantes) 1. Bonastre, N., J.B. Llosas, and R.P. Subirana, Henkel, patente mundial WO 9,510,500-A1. 2. Tack, V.E.A., etal., Colgate. Patente Europea EP 0,530,959-Al. 3. Asujad. S., et al., Colgate. U.S.A Patente 5,747.108. 4. Welley, D.R., Procter & Gamble, Patente Europea EP 0,345,842-A2. 5. James, A.D., and P.H. Ogden, J. Am. Oil Chem. Soc. 56542-547 (1979). 6. Ho Tan Tai, L., Unilever, EP 0,112.7 19. (1985). . 7. Yoshitake, M., Unilever Patente Europea, 0,189,920-B I. 8. http://www.cosmotienda.com/tienda/dehyquart-a-500-mlhtmlhttp://www.dps.com.mx/buscar.php (Abril 2014) 9. http://www.corquiven.com.ve/esp/MSDS%5CMSDS-ALCOHOL_CETILICO.pdf 10. http://www.colgate.com/app/PDP/Suavitel/US/ES/Faqs.cwsp (Abril 2014)

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ANEXOS Sección A.1

COSTOS DEL PRODUCTO

CUADRO A.1 Resumen de Costos de los materiales utilizados. Precio por LITRO de suavizante producido

Costos totales 0.5L Dehyquart 160g Alcohol Cetílico 100 mL de aroma floreal Total:

$3.16 $2.26 $4.52 $9.94

$3.11/L

Precio Comercial por Litro de suavitel

$2.94/L

Sección A.2. DISEÑO DE VIÑETA DEL PRODUCTO ELABORADO.

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FICHAS DE SEGURIDAD DE LOS REACTIVOS A UTILIZAR

Cuadro A.3.1.

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Universidad de El Salvador Escuela de Ingeniería Química e Ingeniería de Alimentos Química Industrial Cuadro A.3.2.

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Ficha de seguridad delDehyquart

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