文档介绍：第三章肥皂和香皂肥皂(soap) 通常指高级脂肪酸或混合脂肪酸的碱性盐类,它的化学通式可表示为: RCOOM ,R 代表长碳链烷基, M 代表某种金属离子。具有洗涤、去污、清洁等作用的皂类主要是脂肪酸钠盐、钾盐和铵盐, 其中最常用的是脂肪酸钠盐; 此外还有脂肪酸的碱土金属盐(钙、镁) 及重金属盐(铁、锰) 等金属皂, 这些金属皂均不溶于水, 不具备洗涤能力,主要作为农药乳化剂、金属润滑剂等。近几十年来虽然洗衣粉、合成洗涤剂的产量不断增加, 但是由于肥皂耐用、洗涤衣物干净等特点,仍是国内洗涤市场的主要用品之一。化妆品中的香皂,由于使用方便, 去污效果好, 价格便宜, 刺激性低, 花样品种多等特点, 在国内外仍然是重要的皮肤清洁用品。第一节肥皂水溶液的性质和制皂用的油脂一、肥皂水溶液的性质肥皂中的钠皂或钾皂是强碱弱酸盐,因此都会在水溶液中发生水解呈弱碱性。 RCOONa RCOO —+ Na + RCOO —+H 2O RCOOH + OH —水解产生脂肪酸与未水解的肥皂, 形成不溶于水的酸性皂, 使肥皂水溶液呈现浑浊。 RCOOH + RCOONa ==== RCOOH RCOONa 一般,影响肥皂水解的主要因素有:皂液浓度、脂肪酸的相对分子质量和温度。通常皂液浓度越高, 水解度越低; 脂肪酸的碳链越长, 水解度越高; 温度越高, 水解度越高。但是乙醇等强极性有机溶剂能抑制肥皂的水解, 加入乙醇, 可得到透明的肥皂水溶液。肥皂在硬水体系中, 硬水中的钙、镁离子会与肥皂反应生成不溶于水的钙皂和镁皂, 降低肥皂的去污能力。这是限制肥皂使用和发展的主要原因。 Ca 2++ 2RCOONa ( RCOO ) 2 Ca+2 Na + Mg 2++ 2RCOONa ( RCOO ) 2 Mg +2 Na + 肥皂属于阴离子表面活性剂, 它同样具备离子型表面活性剂的物理化学性能。但是肥皂的组成不同,表现出的性能有所差异。二、用于制皂的油脂(一) 制皂对油脂的要求油脂是制造肥皂的主要原料, 它的主要化学组成是脂肪酸甘油酯。油脂的质量直接影响所生产肥皂的质量,如油脂中脂肪酸碳链的长短及饱和程度对肥皂的影响在于:饱和脂肪酸含量高的油脂比较好; 饱和度低的油脂因碳链中含有双键易发生氧化、聚合等反应, 致使油脂酸败和色泽加深, 不适合制皂。一般可依据下列几项指标来选择制皂的油脂。 (Density ratio) 相对密度能反映油脂的分子量及粘度, 相对密度大则分子量大, 粘度也高。通常液体油脂在 20℃,固体油脂在 50℃测定相对密度,相对密度在 0. 887 ~0. 975 之间为宜。 (Solid point) 油脂凝固点对肥皂质量的影响很大, 凝固点太高的油脂生产的肥皂易龟裂, 泡沫少, 去污力差;凝固点太低会影响肥皂的硬度。油脂饱和度愈高,凝固点愈高,反之愈低。油脂饱和度相同时, 分子量愈大者, 凝固点愈高。制皂选用的油脂, 其凝固点在 38~ 42 ℃之间为宜。 (Saponification number) 油脂用 KOH 的乙醇溶液皂化, 1g 油脂完全皂化时所消耗 KOH 的毫克数为油脂的皂化值。脂肪酸甘油酯的分子量愈高,皂化值愈低,也就表明制得的皂愈易溶于水,易起大泡。由皂化值可以计算油脂的平均分子量及皂化时所需 NaOH 溶液的质量。 M=1000 ×3× 56. 1/S=168300/S 式中:M ——油脂的平均分子量;S ——油脂皂化值;3 ——皂化 lmol 油脂需 3molKOH ; 56. 1 —— KOH 的分子量。 W NaOH=W 油脂×S× 40/( × 1000 ×ω NaOH) 式中:W NaOH ——皂化时所需 NaOH 溶液的质量, Kg ;W 油脂——皂化时油脂质量, Kg ; S ——油脂皂化值;ω NaOH —— NaOH 溶液的质量分数; 56. 1 —— KOH 的分子量; 40 —— NaOH 的分子量。 (Acid number) 工业油脂中往往含有游离的脂肪酸。中和 1g 油脂中的游离脂肪酸所需 KOH 的毫克数称为酸值或酸价。根据酸值可以计算油脂中游离脂肪酸的含量。酸值愈高, 游离脂肪酸含量愈多, 说明油脂不新鲜, 质量差, 会使制得的皂变质、出汗、发臭。由酸值可以计算游离脂肪酸含量。游离脂肪酸( %)=V A×M× 100/(1000 × ) 式中:V A ——油脂酸值;M ——油脂中脂肪酸的平均相对分子量; —— KOH 的分子量。 (Iodine value) 油脂分子中的双键能与碘发生加成反应。从加成反应中所消耗的碘量可以衡量油脂的不饱和程度。每 100g 油脂所消耗碘的克数为碘值( 或碘价)。碘值愈高,