Мыла

МЫЛА, соли высших жирных (С₈-С₁₈), нафтеновых и смоляных к-т; одни из осн. моющих ср-в. Техн. смеси водорастворимых (калиевых, натриевых, аммониевых и три-этаноламмониевых) солей этих к-т наз. щелочными М., водонерастворимые соли, содержащие металлы II, III и др. гр. (напр., Са, Mg, Ni, Mn, Al, Co, Pb и др.)-металлическими.

Щелочные М. получают гл. обр. из стеариновой, пальмитиновой, лауриновой, олеиновой, нафтеновых к-т, канифоли и таллового масла.

Индивидуальные соли высших жирных к-т-кристаллич. в-ва; плотн. ок. 1,05 г/см³, т. пл. 225-260 °С. В зависимости от условий кристаллизации М. существуют в моноклинной или ромбич. форме; последняя характеризуется лучшей р-римостью в воде. При наличии в М. ничтожных кол-в воды т-ра плавления понижается до 100°С. Соли ненасыщ. жирных к-т лучше раств. в воде и труднее кристаллизуются, чем соли насыщенных. Безводные М. гигроскопичны; их гигроскопичность зависит от природы кислотного остатка и связанного с ним катиона. При повыш. т-рах М. и вода смешиваются во всех отношениях; при комнатной-водные р-ры М. образуют твердые гели, содержащие воду, макс. кол-во к-рой зависит от природы жирной к-ты и иона металла (см. Гели). При определенной концентрации М. образуют мицеллярные р-ры и проявляют макс. моющее действие. Важная характеристика М.-концентрация, при к-рой происходит образование мицелл, наз. критич. концентрацией мицеллообразования (см. табл.). В области критич. концентрации св-ва р-ров М. (поверхностное натяжение, электрич. проводимость, осмотич. давление и др.) резко изменяются.

С увеличением мол. массы р-римость М. в воде уменьшается. Р-римость высокомолекулярных М. повышается в присут. низкомолекулярных. В зависимости от природы катиона М. по р-римости в воде располагают в ряд: NH⁺₄ > К⁺ > Na⁺ > Li⁺. М. в водных р-рах гидролизуются. С повышением т-ры и понижением концентрации и величины рН гидролиз усиливается: водные р-ры М. имеют щелочную р-цию. С увеличением мол. массы способность М. к гидролизу возрастает, причем М. насыщ. жирных к-т подвергаются гидролизу сильнее, чем ненасыщенных; добавление щелочи к р-ру М. подавляет гидролиз. Под действием минер. к-т М. разлагаются с выделением своб. жирных к-т.

КРИТИЧЕСКИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ МЫЛ

* При 25°С.

Молекулы М., адсорбируясь на границе раздела фаз, снижают поверхностное натяжение (см. Поверхностно-активные вещества). В водных р-рах М. характеризуются равновесными переходами: молекулярный р-рзоль гель, что характерно для полуколлоидов (семиколлоидов, см. Мицеллообразование). Образование мицеллярных р-ров М. наблюдается выше нек-рого критич. значения т-ры-т. наз. точки Крафта, к-рая обычно неск. ниже т-ры плавления твердого М. При т-рах ниже точки Крафта гидратир. твердое М. образует набухший гель, равновесный с истинным р-ром, в точке Крафта-коллоидные частицы-мицеллы; при этом общая р-римость М. значительно возрастает. С увеличением мол. массы М. точки Крафта смещаются в область более высоких т-р.

Сырье для произ-ва М.-растительные масла в натуральном и гидрогенизир. виде (подсолнечное, конопляное, льняное, хлопковое, кедровое, кунжутное, маковое, миндальное, оливковое, кокосовое, пальмовое, пальмоядровое, касторовое), жиры животные (говяжий, бараний, свиной, костяной, китовый, моржовый, тюлений, дельфиний, тресковый), син-тетич. жирные к-ты (см. Высшие жирные кислоты), мылонафт, саломас, канифоль, отходы от рафинирования жиров и масел, а также нейтральные жиры и жирные к-ты, полученные безреагентным методом по р-ции гидролиза (расщепления) натуральных жиров при 220-225 °С и давлении 0,2-0,5 МПа.

По способу получения М. делят на клеевые, ядровые и пилированные, по целевому назначению-на хозяйственные, туалетные, технические, спец. и медицинские, по товарной форме-на твердые, жидкие и пастообразные.

Процесс получения М. (мыловарение) состоит из варки М. и придания ему товарного вида (охлаждение, формование, штамповка, упаковка). При варке М. исходные жиры омыляют водным р-ром NaOH при кипячении с послед. нейтрализацией продукта омыления (жирные к-ты) р-ром Na₂CO₃ при кипячении и интенсивном перемешивании; при этом нейтрализуется до 70% жирных к-т. Оставшиеся жирные к-ты и нейтральные жиры обрабатывают р-ром щелочи. На этой стадии образуется конц. р-р (т. наз. мыльный клей), в к-ром поддерживается нек-рый избыток щелочи (примерно 0,2%) для подавления гидролиза. К л е е в ы е М. получают путем охлаждения конц. водных р-ров М. без нарушения однородности р-ра; они содержат 30-50% осн. в-ва. Охлажденную массу режут на куски.

В процессе получения я д р о в о г о М. в мыльный клей вводят конц. р-р электролита (NaCl, NaOH). При этом происходит высаливание М. и масса разделяется на два слоя. Верх, слой представляет собой очищенное мыло-"ядро"-с содержанием М. после отстаивания не менее 60%. Ниж. слой, т. наз. подмылъный щелок, представляет собой р-р электролита, содержащий небольшие кол-ва М., примеси, присутствующие в исходном сырье, а также глицерин (при получении М. из нейтральных жиров). Из под-мыльного щелока извлекают М. и глицерин. Выделенное "ядро" очищают и осветляют промывкой р-ром электролита.

П и л и р о в а н н о е М.-высший сорт М.; получают из ядрового путем высушивания с послед. перетиранием на вальцах спец. (пилирной) машины. Содержание осн. в-ва в таком М. повышается до 72-74%, улучшается структура М., его устойчивость к усыханию, прогорканию и действию высоких т-р при хранении.

Хозяйственное М. получают охлаждением мыльного клея, после чего плоские твердые плиты М. разрезают на резальных машинах на куски, к-рые маркируют на автоматич. штамп-прессах, а затем упаковывают в тару. Более современны и производительны механизир. вакуумные установки для охлаждения и формования непрерывного действия. Твердые хозяйственные М. в зависимости от сорта содержат 40-72% осн. в-ва, 0,1-0,2% своб. щелочи, 1-2% своб. карбонатов Na или К, 0,5-1,5% нерастворимого в воде остатка. Для произ-ва твердого туалетного М. используют "ядро", сваренное из лучшей по составу жировой основы, содержащей 72-80% животных жиров, кокосовое масло или соответствующие фракции синтетич. жирных к-т. В туалетное М. обычно вводят разл. отдушки и красители. Жидкие туалетные М. содержат 18-20% калиевых или калиево-натриевых М. в водно-спиртовом р-ре (содержащие С₂Н₅ОН 10-15%). Порошкообразные М. выпускают как в чистом виде, так и в смеси со щелочными электролитами (Na₂CO₃, триполифосфаты и силикаты Na и др.), к-рые добавляют для умягчения воды; получают в сушильно-распылит. башне, продуваемой воздухом, куда через распылит. форсунки или с помощью вращающегося диска попадает горячий водный р-р М. в смеси с электролитами. Применение электролитов снижает расход М. и повышает эффект стирки.

Среди м е т а л л и ч е с к и х (технических) М. наиб. распространение получили водонерастворимые соли стеариновой, линолевой, линоленовой и нафтеновых к-т. Металлические М.-кристаллич. в-ва, не раств. в воде, раств. в растит. маслах и орг. р-рителях с образованием коллоидных р-ров. Получают их обычно по р-ции обмена между щелочными М. и солями металлов II, III и др. групп.

Хозяйственные и туалетные М.-осн. бытовое моющее средство. Технические М.-загущающий компонент большинства мыльных смазок, применяемых в узлах трения, а также защитных и уплотнит. смазок (см. Пластичные смазки, Присадки к смазочным материалам). В произ-ве смазок используют натриевые, литиевые, калиевые, кальциевые, бариевые, алюминиевые, цинковые, свинцовые, магниевые и нек-рые др. М. стеариновой, олеиновой, гидро-оксистеариновой, рицинолевой, нафтеновых и др. к-т, или их смесей, а также смесей с глицеридами, образующимися при омылении растит. масел и животных жиров. Натриевые М. стеариновой и др. к-т широко применяют при изготовлении пластичных смазок, имеющих высокую т-ру плавления, и используют при более высоких т-рах, чем многие др. смазки. Поскольку натриевые М. водорастворимы, приготовленные из них смазки в процессе применения не должны соприкасаться с водой.

Аммониевые, натриевые, калиевые М. нафтеновых к-т используют в произ-ве моющих ср-в, эмульгаторов сма-зочно-охлаждающих жидкостей и битумных эмульсий, нефтяного ростового в-ва, ингибиторов коррозии; кальциевые, магниевые, бариевые М. применяют в качестве загустителей и присадок к маслам и смазкам, ингибиторов коррозии. Хромовые, железные, свинцовые, кобальтовые, никелевые М.-ускорители высыхания лакокрасочных материалов на основе растит. масел (см. Сиккативы); алюминиевые-загустители смазок, наполнители резины, добавки к лакам, краскам, смазкам, ингибиторы коррозии, компоненты разл. топлив; медные-антисептики при пропитке силовых кабелей, тканей, древесины, канатов. К М. спец. назначения относят, напр., олеиновое М. для текстильной пром-сти и флотации, зеленое М. (продукт омыления КОН оливкового, льняного, хлопкового и др. растит. масел) для мед. и ветеринарных целей, М. с ДДТ (смесь 95% твердого хозяйственного клеевого М. с 5% ДДТ) и др.

М.-старейшее моющее ср-во. В России с 1670 известно жидкое калиевое ("зеленое") М., для произ-ва к-рого применяли поташ. С 1800 началось кустарное произ-во "крепкого и желтого" натриевого М. путем обработки жидкого М. поваренной солью при кипячении. Первый пром. способ произ-ва М. с применением кальцинир. соды известен с кон. 18 в.

Объем произ-ва М. в СССР (в пересчете на 40%-ное содержание жирных к-т) 951 тыс. т (1987).

Лит.: Тютюнников Б.Н., Юхновский Г.Л., МаркманА.Л., Технология переработки жиров, М., 1950; Зиновьев А. А., Химия жиров, М., 1952; Справочник по мыловаренному производству, М., 1974; Абрамзон А. А., Поверхностно-активные вещества, 2 изд., Л., 1981. С. И. Молодчиков, Е. В. Малина.