Silicato di sodio nei detersivi: funzioni e vantaggi

Cos'è silicato di sodio e perché è importante nella chimica dei detergenti

Chiunque formula detersivi in polvere, pastiglie per lavastoviglie o concentrati per la pulizia industriale alla fine si imbatte in un composto che continua a comparire in categorie di prodotti molto diverse: il silicato di sodio. Non è una singola sostanza fissa ma una famiglia di composti costituiti da ossido di sodio e biossido di silicio combinati in rapporti variabili. A seconda di tale rapporto, il materiale può comportarsi come builder, inibitore della corrosione, legante o agente strutturale all'interno di un detergente finito.

In termini pratici, i formulatori si preoccupano meno della chimica grezza e più di ciò che fa il composto all'interno del lavaggio. Regola l'alcalinità, aiuta a mantenere in sospensione le particelle di sporco una volta rimosse da una superficie e protegge le parti metalliche all'interno delle apparecchiature di lavaggio da vaiolatura e corrosione. Queste tre funzioni da sole spiegano perché il materiale appare nelle polveri per bucato, nei prodotti per il lavaggio automatico delle stoviglie e in molte formule sgrassanti industriali.

Definizione rapida: il silicato di sodio è un composto solubile di ossido di sodio e silice, fornito come soluzione liquida o come solido che si dissolve in acqua. Il rapporto tra i due ossidi determina la viscosità, l'alcalinità e le prestazioni del materiale una volta diluito in un bagno di lavaggio.

Cos'è Water Glass and How Does It Relate to Sodium Silicate

Bicchiere d'acqua è il nome comune dato alla forma liquida del silicato di sodio. Il termine risale ad un periodo in cui il materiale era apprezzato per la capacità di formare una pellicola vetrosa e trasparente una volta evaporata l'acqua da una superficie rivestita. Oggi il nome viene utilizzato in modo approssimativo in diversi settori, ma nel contesto dei prodotti chimici per la pulizia si riferisce quasi sempre a un liquido viscoso e alcalino venduto a una concentrazione di solidi definita.

Tre proprietà definiscono un dato lotto di bicchiere d'acqua e ognuna ha un effetto diretto sulle prestazioni del detersivo:

Rapporto peso - il rapporto tra biossido di silicio e ossido di sodio, solitamente espresso con un numero compreso tra 1,6 e 3,3 circa.
Contenuto di solidi - la percentuale del liquido che è effettivamente silicato anziché acqua, comunemente tra il 35% e il 55%.
Densità e viscosità - che determinano la facilità con cui il liquido può essere pompato, miscelato e dosato in una linea di produzione.

I gradi con rapporto inferiore sono più alcalini e si dissolvono più velocemente, il che è adatto ai costruttori di detersivi che devono aumentare rapidamente il pH. Le qualità con rapporto più elevato sono meno alcaline e formano pellicole più solide, motivo per cui sono preferite nelle applicazioni di leganti e rivestimenti piuttosto che nelle formule di lavaggio.

Come viene prodotto il silicato di sodio

La produzione industriale segue uno dei due percorsi stabiliti. Il primo, e di gran lunga il più comune per i materiali detergenti, fonde la sabbia silicea con il carbonato di sodio ad alta temperatura per produrre un vetro solido, che viene poi sciolto sotto pressione per produrre una soluzione liquida. Il secondo percorso fa reagire la silice direttamente con l'idrossido di sodio in soluzione, saltando completamente la fase del forno e producendo un prodotto liquido con un controllo più stretto sul rapporto e sulla purezza.

Dopo la dissoluzione, il liquido passa attraverso la filtrazione per rimuovere le particelle non reagite, quindi viene classificato in base alla densità e al rapporto nelle linee di prodotti specifiche acquistate dai produttori di detergenti. Parte di quel liquido viene essiccato a spruzzo sotto forma di polvere o cristalli, che costituisce la base per il metasilicato di sodio utilizzato nelle formule detergenti solide e nelle pastiglie per lavastoviglie.

Cos'è Sodium Silicate Used For in Detergent Formulations

All'interno di una formula di lavaggio, il silicato di sodio raramente agisce da solo. Funziona insieme a tensioattivi, enzimi e altri builder, ma svolge una serie di lavori che pochi altri singoli ingredienti possono sostituire in modo così economico.

Funzione	Come funziona	Tipo di prodotto tipico
Costruttore di alcalinità	Aumenta il pH del bagno di lavaggio per migliorare la rimozione del grasso e dello sporco grasso	Polvere per bucato, sgrassatore industriale
Barriera anticorrosione	Forma una sottile pellicola protettiva su parti di macchine in alluminio e acciaio	Detersivo per lavastoviglie automatico
Antirideposizione del terreno	Mantiene sospese le particelle rimosse in modo che non si depositino sul tessuto	Polvere per bucato
Legante strutturale	Aiuta a tenere insieme le particelle di polvere o compressa durante la compattazione	Pastiglie detergenti, granuli in polvere
Agente tampone	Stabilizza il pH durante il ciclo di lavaggio quando vengono introdotti sporco e ioni di durezza	Detergenti per superfici dure

Il ruolo di inibitore della corrosione merita particolare attenzione perché spesso è il fattore decisivo per le formule di lavaggio automatico delle stoviglie. Il lavaggio in lavatrice espone le pentole in alluminio e i componenti in acciaio inossidabile a ripetuta esposizione alcalina e, senza una barriera ai silicati, si sviluppano vaiolature e scolorimento entro poche settimane di uso regolare. Un dosaggio corretto soluzione di silicato di sodio interrompe il percorso della corrosione depositando uno strato protettivo sulle superfici metalliche esposte durante ogni ciclo.

Vantaggi tecnici del silicato di sodio liquido nelle formule di lavaggio

01

Alcalinità conveniente
Fornisce la regolazione del pH a un costo inferiore per unità di alcalinità rispetto a diversi builder alternativi.

02

Supporto per l'addolcimento dell'acqua
Contribuisce a sequestrare gli ioni della durezza, riducendo l'accumulo di calcare sugli elementi riscaldanti.

03

Compatibilità del processo
Si miscela facilmente con i comuni sistemi tensioattivi senza destabilizzare la formula finita.

04

Stabilità di stoccaggio
Mantiene la viscosità e il pH costanti durante i tipici periodi di durata di conservazione se conservato correttamente.

Questi vantaggi sono il motivo per cui il materiale è rimasto un costruttore standard per decenni anche se la chimica dei detergenti si è spostata verso formule più concentrate e basate su enzimi. Il suo basso costo rispetto all'alcalinità e alla protezione che fornisce rende economicamente difficile la sua completa sostituzione, in particolare nei prodotti per la pulizia industriale e istituzionale ad alto volume.

Metasilicato di sodio e gradi di silicato solubile generale

Non tutti i gradi di silicato sono adatti a ogni formula. I chimici dei detergenti scelgono tipicamente tra metasilicato di sodio e gradi di silicato solubile con rapporto inferiore o superiore a seconda dell'equilibrio richiesto tra alcalinità e comportamento di formazione del film.

Grado	Intervallo di rapporti	Alcalinità	Migliore adattamento
Metasilicato di sodio	Circa 1.0	Alto	Detersivo in polvere, sgrassatori
Silicato neutro solubile	2,0-2,5	Moderato	Compresse per lavastoviglie, ricostituenti bilanciati
Alto-ratio silicate	3.0 e versioni successive	Basso	Rivestimenti, leganti, usi senza lavaggio

I gradi di metasilicato vengono solitamente forniti come cristalli anidri o idratati anziché liquidi, il che li rende più facili da incorporare nelle miscele di polveri e nelle compresse compresse. I gradi liquidi rimangono la scelta standard ovunque una formula venga miscelata e dosata in forma liquida, come i concentrati per la pulizia industriale.

Il silicato di sodio è sicuro ed è tossico

Il silicato di sodio è classificato come irritante alcalino piuttosto che come pericolo tossico. Le soluzioni concentrate possono irritare la pelle e gli occhi a contatto diretto e la polvere di qualità solida può irritare le vie respiratorie se inalata in quantità, ma il composto non si accumula nel corpo e si scompone in composti naturali di silice e sodio. Questo profilo è uno dei motivi per cui rimane accettabile nei prodotti per la pulizia domestica e istituzionale in cui è previsto il contatto con il consumatore.

Le precauzioni standard per la manipolazione dei liquidi concentrati includono guanti, protezione per gli occhi e un'adeguata ventilazione durante il trasferimento e il dosaggio. Una volta diluito alle concentrazioni utilizzate nei detersivi finiti, il rischio di irritazione diminuisce sostanzialmente.

Gli enti di regolamentazione nella maggior parte delle regioni lo classificano come generalmente riconosciuto per l'uso nei prodotti per la pulizia della casa a concentrazioni formulate, sebbene le schede dati di sicurezza dovrebbero sempre essere consultate per il grado specifico e la concentrazione gestita su scala industriale.

Considerazioni sull'approvvigionamento per gli acquirenti industriali

I formulatori che lavorano con un fornitore industriale di silicato di sodio in genere valutano tre cose prima di impegnarsi in un lotto: coerenza del rapporto tra le spedizioni, qualità di filtrazione che evita sedimenti nel liquido finito e supporto tecnico disponibile per regolare il dosaggio tra diversi prodotti chimici di lavaggio. Un produttore di silicato di sodio con controllo di qualità interno tende a fornire tolleranze di rapporto più strette rispetto a un intermediario commerciale, il che è più importante per le formule che si avvicinano a una soglia di protezione dalla corrosione.

Gli acquirenti che acquistano in grandi quantità guardano anche alla logistica. Una fabbrica di silicato di sodio situata più vicino al punto di utilizzo riduce i costi di trasporto per un materiale che in peso è composto in gran parte da acqua, e un fornitore affidabile di silicato di sodio sfuso dovrebbe essere in grado di fornire certificati di analisi per ogni rapporto di copertura del lotto, densità e contenuto di ferro, poiché le impurità di ferro possono scolorire le formule detergenti di colore chiaro.

Vale la pena notare che i silicati solubili non si limitano alla chimica dei detergenti. La stessa composizione chimica di base, in rapporti e concentrazioni diversi, viene fornita anche come silicato di sodio per applicazioni di indurimento del calcestruzzo, dove densifica e rende impermeabili alla polvere le superfici di calcestruzzo. Questa catena di fornitura condivisa è uno dei motivi per cui i produttori di silicati spesso servono sia l’industria dei prodotti per l’edilizia che quella dei prodotti per la pulizia dalle stesse linee di produzione.

Domande frequenti

Q1: Cos'è il silicato di sodio?

È un composto solubile a base di ossido di sodio e biossido di silicio, fornito come soluzione liquida o polvere solida, utilizzato in applicazioni di pulizia, edilizia e industriali per la sua alcalinità e proprietà leganti.

Q2: Cos'è il bicchiere d'acqua?

Il vetro solubile è il nome comune della forma liquida del silicato di sodio, apprezzato storicamente e industrialmente per la pellicola vetrosa che forma una volta evaporata l'acqua da una superficie trattata.

Q3: Come viene prodotto il silicato di sodio?

Viene prodotto fondendo la sabbia silicea con il carbonato di sodio ad alta temperatura e quindi sciogliendo il vetro risultante sotto pressione, oppure facendo reagire la silice direttamente con l'idrossido di sodio in soluzione.

Q4: A cosa serve il silicato di sodio?

Nei detergenti funziona come costruttore di alcalinità, inibitore della corrosione per le parti metalliche delle lavatrici, agente antiridepositante dello sporco e legante strutturale in polveri e compresse.

Q5: Il silicato di sodio è sicuro?

Alle concentrazioni utilizzate nei prodotti finiti per la pulizia domestica e istituzionale, è considerato sicuro per l'uso normale, sebbene la materia prima concentrata richieda una manipolazione protettiva standard.

Q6: Il silicato di sodio è tossico?

Non è classificato come sostanza tossica. Può causare irritazione al contatto diretto con forme concentrate, ma non si accumula nel corpo e si decompone in componenti naturali.

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