Die Rolle von Chelatbildnern in Waschprodukten
Der Begriff Chelat, also die von Chelatbildnern gebildeten Chelatkomplexe, stammt vom griechischen Wort „chele“ (Krabbenschere). Chelatkomplexe binden Metallionen wie Krabbenscheren und ermöglichen so deren stabile und einfache Entfernung oder Weiterverwendung. 1930 wurde in Deutschland der erste Chelatkomplex synthetisiert – EDTA-Chelat (Ethylendiamintetraessigsäure) zur Behandlung von Schwermetallvergiftungen. In der Folge wurden Chelatkomplexe weiterentwickelt und fanden Anwendung in der täglichen chemischen Reinigung, in der Lebensmittelindustrie, der Industrie und weiteren Bereichen.
Zu den wichtigsten Herstellern von Chelatbildnern weltweit zählen derzeit BASF, Norion, Dow, Dongxiao Biological, Shijiazhuang Jack und so weiter.
Die Region Asien-Pazifik ist der größte Markt für Chelatbildner mit einem Marktanteil von über 50 % und einem geschätzten Marktvolumen von über 1 Milliarde US-Dollar. Hauptanwendungsgebiete sind die Waschmittel-, Wasseraufbereitungs-, Körperpflege-, Papier-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie.
(Molekulare Struktur des Chelatbildners EDTA)
Chelatbildner kontrollieren Metallionen, indem sie deren Multiliganden mit Metallionenkomplexen chelatisieren und so Chelate bilden.
Aus diesem Mechanismus lässt sich ableiten, dass viele Moleküle mit mehreren Liganden über eine solche Chelatisierungsfähigkeit verfügen.
Eines der typischsten Beispiele ist das oben genannte EDTA, das zwei Stickstoffatome und vier Carboxylsauerstoffatome zur Interaktion mit dem Metall bereitstellt und mit einem Molekül das Calciumion, das sechs Koordinationsstellen benötigt, fest umschließen kann. Dadurch entsteht ein sehr stabiles Produkt mit exzellenter Chelatisierungsfähigkeit. Weitere häufig verwendete Chelatoren sind Natriumphytat wie Natriumgluconat, Natriumglutamatdiacetat-Tetranatrium (GLDA), Natriumaminosäuren wie Methylglycindiacetat-Trinatrium (MGDA) sowie Polyphosphate und Polyamine.
Wie wir alle wissen, enthalten Leitungswasser und natürliche Gewässer Kalzium, Magnesium und Eisen. Die langfristige Anreicherung dieser Metallionen hat folgende Auswirkungen auf unser tägliches Leben:
1. Der Stoff wird nicht ordnungsgemäß gereinigt, was zu Ablagerungen, Verhärtungen und Verdunkelungen führt.
2. Es gibt kein geeignetes Reinigungsmittel für die harte Oberfläche, und es bilden sich Kalkablagerungen.
3. Kalkablagerungen auf Geschirr und Gläsern
Die Wasserhärte beschreibt den Gehalt an Calcium- und Magnesiumionen im Wasser. Hartes Wasser beeinträchtigt die Waschwirkung. In Waschmitteln reagieren Chelatbildner mit Calcium-, Magnesium- und anderen Metallionen im Wasser. Dadurch wird das Wasser weicher, die Reaktion von Calcium- und Magnesiumionen mit dem Wirkstoff im Waschmittel verhindert und dessen Waschwirkung verbessert.
Darüber hinaus können Chelatbildner die Zusammensetzung des Waschmittels stabiler machen und es weniger anfällig für Zersetzung bei Erhitzung oder längerer Lagerung machen.
Die Zugabe von Chelatbildnern zu Waschmitteln kann deren Reinigungskraft steigern, insbesondere in Regionen, in denen die Waschwirkung stark von der Wasserhärte beeinflusst wird, wie beispielsweise im Norden, Südwesten und anderen Gebieten mit hoher Wasserhärte. Chelatbildner verhindern zudem, dass sich Wasserflecken und andere Verunreinigungen auf der Textiloberfläche festsetzen. Dadurch kann das Waschmittel besser eindringen und haftet leichter an der Kleidung, was die Waschwirkung verbessert. Gleichzeitig werden die Wäsche strahlender und weicher, wirkt weniger grau und trocknet nicht hart.
Auch bei der Reinigung harter Oberflächen und Geschirr verbessert der Chelatbildner im Reinigungsmittel dessen Löslichkeit und Dispersionsfähigkeit. Dadurch lassen sich Flecken und Kalk leichter entfernen. Praktisch bedeutet das: Kalk bleibt nicht zurück, die Oberfläche wird transparenter und es bilden sich keine Wasserfilme auf dem Glas. Chelatbildner können sich zudem mit dem Sauerstoff in der Luft zu stabilen Komplexen verbinden, die die Oxidation von Metalloberflächen hemmen.
Darüber hinaus wird die chelatbildende Wirkung von Chelatbildnern auf Eisenionen auch in Pfeifenreinigern zur Rostentfernung genutzt.