Мыла и моющие средства

Мыла и моющие средства. Мыло было известно человеку до новой эры летоисчисления. Ученые не располагают информацией о начале приготовления мыла в арабских странах и Китае. Самое раннее письменное упоминание о мыле в европейских странах встречается у римского писателя и ученого Плиния Старшего 23-79 гг В трактате Естественная история в 37 томах, который, по существу, был энциклопедией естественно-научных знаний античности, Плиний писал о способах приготовления мыла омылением жиров.

Мало того, он писал о твердом и мягком мыле, получаемом с использованием соды и поташа соответственно. Раньше для стирки одежды использовали щелок, получающийся от обработки золы водой. Скорее всего это было до того, как стало известно, что зола от сжигания топлива растительного происхождения содержит поташ. Несмотря на то что в конце эпохи средневековья в разных странах существовала довольно развитая мыловаренная промышленность, химическая сущность процессов, конечно, была не ясна. Лишь на рубеже XVIII и XIX вв. была выяснена химическая природа жиров и внесена ясность в реакцию их омыления.

В 1779 г. шведский химик Шееле показал, что при взаимодействии оливкового масла с оксидом свинца и водой образуется сладкое и растворимое в воде вещество. Решающий шаг на пути изучения химической природы жиров был сделан французским химиком Шеврелем. Он открыл стеариновую, пальмитиновую и олеиновую кислоты, как продукты разложения жиров при их омылении водой и щелочами.

Сладкое вещество, полученное Шееле, было Шеврелем названо глицерином. Сорок лет спустя Бертло установил природу глицерина и объяснил химическое строение жиров. Глицерин - трехатомный спирт. Жиры - сложные эфиры глицерина глицериды тяжелых одноосновных карбоновых кислот, преимущественно пальмитиновой СНз СН2 14СООН, стеариновой СН3 СН2 16COOH и олеиновой СН3 СН2 7СН СН СН2 7СООН. Их формулу и реакцию гидролиза можно описать следующим образом CH2OOCR1 R1COONa CH2OH CHOOCR2 3NaOH R2COONa СНОН CH2OOCR3 R3COONa CH2OH жир соли глице- кислот рин В состав различных жиров входят в различных соотношениях пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и другие кислоты.

В растительных жидких жирах преобладают непредельные кислоты содержащие этиленовые связи, а в животных твердых предельные кислоты, т. е. не содержащие двойных связей. Потребности в твердых животных жирах большие, чем в растительных. Поэтому жидкие растительные жиры переводят в твердые каталитической гидрогенизацией. В этом процессе остатки непредельных кислот в глицеридах превращаются присоединением водорода в остатки предельных кислот.

Например, Именно так получают кулинарные жиры, масло для обжаривания, салатное масло, а также жиры, идущие на производство маргарина. Гидрированные жиры называют саломаслами сало из масла. Если попытаться дать определение, то мытьем можно назвать очистку загрязненной поверхности жидкостью, содержащей моющее вещество или систему моющих веществ. В качестве жидкости в быту используют главным образом воду. Хорошая моющая система должна выполнять двойную функцию удалять загрязнение с очищаемой поверхности и переводить его в водный раствор.

Значит, моющее средство также должно обладать двойной функцией способностью взаимодействовать с загрязняющим веществом и переводить его в воду или водный раствор. Следовательно, молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную и гидрофильную части. Фобос по-гречески означает страх, боязнь.

Значит, гидрофобность означает боящийся, избегающий воду. Филео - по-гречески - люблю, а гидрофильность - любящий, удерживающий воду. Гидрофобная часть молекулы моющего вещества обладает способностью взаимодействовать с поверхностью гидрофобного загрязняющего вещества. Гидрофильная часть моющего вещества взаимодействует с водой, проникает в воду и увлекает с собой частицу загрязняющего вещества, присоединенную к гидрофобному концу. В производстве мыла давно используют канифоль, которую получают при переработке живицы хвойных деревьев.

Канифоль состоит из смеси смоляных кислот, содержащих в цепи около 20 углеродных атомов. В рецептуру хозяйственного мыла обычно вводят 12-15 канифоли от массы жирных кислот, а в рецептуру туалетных мыл - не более 10 . Введение канифоли в больших количествах делает мыло мягким и липким. Процесс производства мыла состоит из химической и механической стадий. На первой стадии варка мыла получают водный раствор солей натрия реже калия жирных кислот или их заменителей нафтеновых, смоляных. На второй стадии проводят механическую обработку этих солей - охлаждение, сушку, смешивание с различными добавками, отделку и упаковку.

Варку мыла заканчивают обработкой мыльного раствора мыльного клея избытком щелочи NaOH или раствором NaCl. В результате этого на поверхность раствора всплывает концентрированный слой мыла, называемый ядром. Полученное таким образом мыло называют ядровым, а процесс его выделения из раствора - отсолкой или высаливанием.

При высаливании происходит повышение концентрации мыла и его очистка от белковых, красящих и механических примесей - так получают хозяйственное мыло. Особое место среди наполнителей занимает сапонин, получаемый выщелачиванием некоторых растений и прежде всего мыльного корня. Он хорошо растворяется в воде и его растворы сильно пенятся. Поэтому сапонин используют для улучшения пенообразования и применяют для дорогих сортов мыл. Кроме использования мыла в качестве моющего средства оно широко применяется при отделке тканей, в производстве косметических средств, для изготовления полировочных составов и водоэмульсионных красок.

Имеется и не столь безобидное его применение. Алюминиевое мыло алюминиевые соли смеси жирных и нафтеновых кислот применяют в США для получения некоторых видов напалма - самовоспламеняющегося состава, используемого в огнеметах и зажигательных авиабомбах. Само слово напалм происходит от начальных слогов нафтеновой и пальмитиновой кислот.

Состав напалма довольно простой - это бензин, загущенный алюминиевым мылом. В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств стиральных порошков. Наибольшее практическое значение имеют соединения, содержащие насыщенную углеводородную цепь из 10-15 атомов углерода, так или иначе связанную с сульфатной или сульфонатной группой, например Производство синтетических моющих средств основано на дешевой сырьевой базе, а точнее на продуктах переработки нефти и газа. Они, как правило, не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния.

Следовательно, многие из синтетических моющих средств одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. Некоторые средства пригодны даже для стирки в морской воде. Синтетические моющие средства действуют не только в горячей воде, как это характерно для хозяйственного мыла, но и в воде при сравнительно низких температурах, что важно при стирке тканей из искусственных волокон.

Наконец, концентрация синтетических моющих веществ даже в мягкой воде может быть гораздо ниже, чем мыла, полученного из жиров. Синтетические моющие средства обычно представляют довольно сложную композицию, поскольку в них входят различные добавки оптические отбеливатели, химические отбеливатели, ферменты, пенообразователи, смягчители.