Tenside

Pulverförmige Voll- und Feinwaschmittel enthalten als wichtigen Bestandteil bis zu ungefähr 25 % waschaktive Substanzen in Form von Tensiden. In Flüssigwaschmitteln ist der Anteil an Tensiden typischerweise fast doppelt so hoch. Moderne Waschmittel enthalten dabei nicht nur ein Tensid oder einen Tensidtyp, sondern speziell zusammengestellte Kombinationen aus Tensiden mit verschiedenen Eigenschaften. Die Aufgabe dieser Tensidgemische beim Waschvorgang ist vielfältig und lässt sich grob in das Primär- und das Sekundärwaschvermögen einteilen.

Primärwaschvermögen
Das Primärwaschvermögen ist die Fähigkeit zur Schmutzablösung. Tenside sorgen unter anderem dafür, dass Fette und Öle benetzt werden können, von der Textilfaser abgelöst und als kleine Fetttröpfchen in die Waschflotte (Lösung des Waschmittels in Wasser) gelangen. Bei diesem Ablöseprozess wirkt die mechanische Bearbeitung und Bewegung des Waschguts durch die Trommelbewegung und die Aufheizung der Waschflotte durch die Waschmaschine unterstützend (Bild 2).

Sekundärwaschvermögen
Das Sekundärwaschvermögen beschreibt das Schmutztragevermögen, d. h. das Vermögen, die Wiederablagerung von bereits abgelöstem Schmutz auf die Wäschefasern zu verhindern. Die in der Waschflotte befindlichen Fetttröpfchen müssen durch die Tenside noch weiter verkleinert werden. Die so feinst zerteilten, dispergierten, Schmutzpartikel (Micellen) lassen sich während des gesamten Waschgangs in der Schwebe halten und können am Ende mit der Waschflotte dem Abwasser zugeführt werden (Bild 3).

Weitere Anforderungen an Tenside
Neben einem möglichst hohen Waschvermögen werden aber auch weitere Anforderungen aus verschiedenen Bereichen an Tenside zur Verwendung in Waschmitteln gestellt.

1. Technik:
	Tenside müssen eine gute Verarbeitbarkeit aufweisen und müssen auch bei Gegenwart von Erdalkali-Ionen in hartem Wasser ihre Aufgaben erfüllen. Tensidlösungen dürfen nicht zu starker Schaumbildung neigen. Manche Tenside werden in Mischungen speziell eingesetzt, um die Schaumbildung einzuschränken. Für diesen Zweck eignet sich das klassische Tensid Seife.
2. Ökologie:
	Tenside müssen umweltverträglich sein, d. h. sie dürfen keine Beeinträchtigung ökologischer Systeme hervorrufen. Eine wichtige Forderung dabei ist die schnelle biologische Abbaubarkeit. In den 60er-Jahren des vorigen Jahrhunderts wurden Tenside mit stark verzweigten Alkylketten eingesetzt. Da diese aber nur sehr schwer abbaubar waren, bildeten sich auf den Flüssen Schaumberge. Heute werden stattdessen Tenside mit unverzweigten Alkylketten wie die leicht abbaubaren linearen Alkylbenzensulfonate verwendet. Günstig für die Ökobilanz ist eine Gewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen. Waschmittel durch niedrige Dosierung zu sparen ist problematisch. Wird zu wenig Waschmittel und somit auch zu wenig Tensidgemisch eingesetzt, kann eventuell fettiger Schmutz zunächst trotzdem von den Textilfasern entfernt werden. Aber aufgrund der geringen Tensidmenge gelingt es während des Waschprozesses nicht, die abgelösten Bestandteile ausreichend zu emulgieren und auszuspülen. Dann fallen diese im Waschbad auf die Wäsche zurück. Sichtbare Folge: dunkle Fettflecke auf den frisch gewaschenen Textilien! Muss der Waschvorgang wiederholt werden, weil das Waschergebnis unbefriedigend war, wird mehr Waschmittel und viel mehr Wasser verbraucht, als wenn gleich beim ersten Waschvorgang ausreichend dosiert wird.
3. Toxikologie (Giftwirkung):
	Tenside müssen für in der Anwendung sicher sein und dürfen bei Verbleiben auf den Wäschestücken nicht zu Hautreizungen führen. Bei versehentlicher irrtümlicher Einnahme, also Verschlucken von Waschmitteln, darf es nicht zu lebensbedrohlicher Giftwirkung kommen.
4. Ökonomie:
	Tenside müssen zu angemessenen Kosten bereitgestellt werden können, sei es durch wirtschaftliche Synthese oder durch Gewinnung aus preisgünstigen nachwachsenden Rohstoffen.

Arten von Tensiden
Verwendet man einfach Kern- und Schmierseifen zum Waschen von Wäsche, ist das Ergebnis ernüchternd. Die im Waschwasser gelösten Ca²⁺- und Mg²⁺-Ionen bilden mit den Fettsäuren schwer lösliche Salze, die Kalkseifen. Die Seife verliert dabei ihr Waschvermögen. Die Kalkseife schlägt sich auf der Wäsche nieder und führt zu Wäschestarre, Vergrauung und einem unangenehmen Geruch. Schon nach kurzer Gerbrauchszeit müssen Textilien ersetzt werden.
Auch beim Versetzen mit Säure büßt Seife ihre Tensideigenschaften ein. Durch Protonierung des Carboxylat-Anions der Seifenmoleküle im sauren Milieu bilden sich die freien, ungeladenen Fettsäuren. Diese sind in Wasser schwer löslich und können sich ebenfalls als unerwünschter Belag auf Waschbecken und Textilien abscheiden.

Anionische Tenside
Aus diesem Grund wurden Seifen als waschaktive Substanzen in Waschmitteln zunächst durch andere anionische Tenside wie Fettalkoholschwefelsäureester (FAS) verdrängt. Diese lassen sich wie Seifen aus Fettsäuren gewinnen. Durch Reduktion der Carbonsäurefunktion entstehen zunächst Fettalkohole, die sich unter Einwirkung von Schwefelsäure verestern lassen (Bild 4). Diese Tenside haben gegenüber den klassischen Seifen den Vorteil, dass sie mit keine schwer löslichen Salze bilden.

Eine Weiterentwicklung dieser von Fettalkoholen abgeleiteten anionischen Tenside stellen die linearen Alkylbenzensulfonate (LAS) dar. LAS sind Stoffgemische aus ähnlichen Alkylbenzensulfonaten mit unterschiedlichen Kettenlängen und Anknüpfungspunkten der unverzweigten (linearen) Alkylketten. Sie sind biologisch abbaubar und stellen zurzeit die wirtschaftlich wichtigsten Tenside im Einsatz als Waschmittelbestandteil dar. Die Waschwirkung ist deutlich höher als bei den verwandten FAS. Ein Vorteil der negativen Ladung dieser Tenside liegt in der Möglichkeit, elektrostatische Abstoßung negativ aufgeladener Schmutzpartikel herbei zu führen (Bild 5).

Nichtionische Tenside
Nichtionische Tenside (Niotenside) bilden in wässriger Lösung keine hydratisierten Ionen. Als hydrophilen Molekülanteil enthalten sie z. B. Zuckerreste mit mehreren Hydroxy-Gruppen. Niotenside sind noch weniger wasserhärteempfindlich und außerdem hautfreundlicher als FAS und LAS. Moderne Vertreter wie Alkylpolyglycoside (APG, z. B. Warenzeichen Plantaren®) sind die waschaktiven Verbindungen der nächsten Generation: Chemisch gesehen handelt es sich dabei um Zuckeracetale, die durch eine säurekatalysierte Umsetzung von Fettalkoholen mit Glucose hergestellt werden. Diese APG sind biologisch gut abbaubar und weisen eine gute Hautverträglichkeit auf. Durch die Wahl der Kettenlänge der Alkylkette und die Anzahl der Glucoseeinheiten in dem Niotensid kann man je nach Anwendung optimale Tensideigenschaften einstellen. Günstige Kettenlängen der Alkylkette liegen im Bereich C₁₂ bis C₁₅.
Bedingt durch die fehlende Ladung der Niotenside weisen sie aber einen Nachteil gegenüber anionischen Tensiden auf: Es fehlt die Möglichkeit zur elektrostatischen Wechselwirkung, die zur Schmutzabstoßung beim Waschvorgang ausgenutzt werden kann.

Durch Kombination von anionischen und nichtionischen Tensiden gelingt es, die Vorteile dieser Tensidfamilien zu vereinen. Damit lassen sich Waschmittel erhalten, die sowohl ein hervorragendes Primär- als auch ein sehr gutes Sekundärwaschvermögen aufweisen. Durch optimierte Tensidmischungen kann gleichzeitig die Tensidmenge bei unverändert guter Waschleistung minimiert und über einen weiten Temperaturbereich für verschiedenste Schmutzarten gewährleistet werden. Seifen werden dabei in Waschmitteln nur noch in geringer Menge als Schaumregulatoren eingesetzt.

Kationische Tenside
Kationische Tenside werden in Waschmitteln ebenfalls nicht als waschaktive Verbindungen, sondern als Weichspüler (Bild 6) eingesetzt. Sie ziehen wie ein Film auf die Faser auf, wodurch raue Faseroberflächen glatter werden, die Wäsche erhält einen weichen Griff. Ein Beispiel für die Hauptkomponente eines Weichspülers sind »Esterquats«, quaternäre Dilakylammoniumester. Sie sind biologisch leicht abbaubar.

Sonstige Tenside
Amphotenside wie Alkylbetaine, die im selben Molekül positive und negative Ladungen aufweisen, lassen sich gut mit anderen Tensiden kombinieren und weisen eine hervorragende Waschwirkung und Hautverträglichkeit auf, sind aber in der Herstellung teuer und werden deshalb nur für Körperpflegemittel eingesetzt.

Moderne Waschmittel enthalten darüber hinaus neben Tensiden eine Vielzahl von weiteren Bestandteilen, um einen optimalen Wascherfolg zu erzielen.