мыла

МЫЛА

соли высших жирных (C₈-C₁₈), нафтеновых и смоляных кислот; одни из осн. моющих средств. Техн. смеси водорастворимых (калиевых, натриевых, аммониевых и три-этаноламмониевых) солей этих кислот наз. щелочными М., водонерастворимые соли, содержащие металлы II, III и др. гр. (напр., Ca, Mg, Ni, Mn, Al, Co, Pb и др.)-металлическими.

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

Индивидуальные соли высших жирных кислот — кристаллич. вещества; плотн. ок. 1,05 г/см³, т. пл. 225–260 °C. В зависимости от условий кристаллизации М. существуют в моноклинной или ромбич. форме; последняя характеризуется лучшей растворимостью в воде. При наличии в М. ничтожных количеств воды температура плавления понижается до 100 °C. Соли ненасыщ. жирных кислот 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. температурах М. и вода смешиваются во всех отношениях; при комнатной-водные растворы М. образуют твердые гели, содержащие воду, макс. количество которой зависит от природы жирной кислоты и иона металла (см. гели). При определенной концентрации М. образуют мицеллярные растворы и проявляют макс. моющее действие. Важная характеристика М. — концентрация, при которой происходит образование мицелл, наз. критич. концентрацией мицеллообразования (см. табл.). В области критич. концентрации свойства растворов М. (поверхностное натяжение, электрич. проводимость, осмотич. давление и др.) резко изменяются.

С увеличением мол. массы растворимость М. в воде уменьшается. Растворимость высокомолекулярных М. повышается в присутствии низкомолекулярных. В зависимости от природы катиона М. по растворимости в воде располагают в ряд: NH⁺₄ > К⁺ > Na⁺ > Li⁺. М. в водных растворах гидролизуются. С повышением температуры и понижением концентрации и величины pH гидролиз усиливается: водные растворы М. имеют щелочную реакцию. С увеличением мол. массы способность М. к гидролизу возрастает, причем М. насыщ. жирных кислот подвергаются гидролизу сильнее, чем ненасыщенных; добавление щелочи к раствору М. подавляет гидролиз. Под действием минеральных кислот М. разлагаются с выделением своб. жирных кислот.

^{КРИТИЧЕСКИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ МИЦЕЛЛООБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ МЫЛ}

_{* При 25 °C.}

Молекулы М., адсорбируясь на границе раздела фаз, снижают поверхностное натяжение (см. поверхностно-активные вещества). В водных растворах М. характеризуются равновесными переходами: молекулярный растворзоль ⇄ гель, что характерно для полуколлоидов (семиколлоидов, см. мицеллообразование). Образование мицеллярных растворов М. наблюдается выше некоторого критич. значения температуры — т. наз. точки Крафта, которая обычно неск. ниже температуры плавления твердого М. При температурах ниже точки Крафта гидратир. твердое М. образует набухший гель, равновесный с истинным раствором, в точке Крафта-коллоидные частицы-мицеллы; при этом общая растворимость М. значительно возрастает. С увеличением мол. массы М. точки Крафта смещаются в область более высоких температур.

Сырье для производства 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), синтетич. жирные кислоты (см. высшие жирные кислоты), мылонафт, саломас, канифоль, отходы от рафинирования жиров и масел, а также нейтральные жиры и жирные кислоты, полученные безреагентным методом по реакции гидролиза (расщепления) натуральных жиров при 220–225 °C 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 раствором NaOH при кипячении с послед. нейтрализацией продукта омыления (жирные кислоты) раствором Na₂CO₃ при кипячении и интенсивном перемешивании; при этом нейтрализуется до 70% жирных кислот. Оставшиеся жирные кислоты и нейтральные жиры обрабатывают раствором щелочи. На этой стадии образуется конц. раствор (т. наз. мыльный клей), в котором поддерживается некоторый избыток щелочи (примерно 0,2%) для подавления гидролиза. К л е е в ы е М. получают путем охлаждения конц. водных растворов М. без нарушения однородности раствора; они содержат 30–50% осн. вещества. Охлажденную массу режут на куски.

В процессе получения я д р о в о г о М. в мыльный клей вводят конц. раствор 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. подмыльный щелок, представляет собой раствор электролита, содержащий небольшие количества 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 раствором 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. вещества в таком М. повышается до 72–74%, улучшается структура М., его устойчивость к усыханию, прогорканию и действию высоких температур при хранении.

Хозяйственное М. получают охлаждением мыльного клея, после чего плоские твердые плиты М. разрезают на резальных машинах на куски, которые 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. вещества, 0,1–0,2% своб. щелочи, 1–2% своб. карбонатов Na или К, 0,5–1,5% нерастворимого в воде остатка. Для производства твердого туалетного М. используют "ядро", сваренное из лучшей по составу жировой основы, содержащей 72–80% животных жиров, кокосовое масло или соответствующие фракции синтетич. жирных кислот. В туалетное М. обычно вводят разл. отдушки и красители. Жидкие туалетные М. содержат 18–20% калиевых или калиево-натриевых М. в водно-спиртовом растворе (содержащие C₂H₅OH 10–15%). Порошкообразные М. выпускают как в чистом виде, так и в смеси со щелочными электролитами (Na₂CO₃, триполифосфаты и силикаты Na и др.), которые добавляют для умягчения воды; получают в сушильно-распылит. башне, продуваемой воздухом, куда через распылит. форсунки или с помощью вращающегося диска попадает горячий водный раствор 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 кислот. Металлические М. — кристаллич. вещества, не раств. в воде, раств. в растит. маслах и органических растворителях с образованием коллоидных растворов. Получают их обычно по реакции 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 производстве смазок используют натриевые, литиевые, калиевые, кальциевые, бариевые, алюминиевые, цинковые, свинцовые, магниевые и некоторые др. М. стеариновой, олеиновой, гидро-оксистеариновой, рицинолевой, нафтеновых и др. кислот, или их смесей, а также смесей с глицеридами, образующимися при омылении растит. масел и животных жиров. Натриевые М. стеариновой и др. кислот широко применяют при изготовлении пластичных смазок, имеющих высокую температуру плавления, и используют при более высоких температурах, 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 кислот используют в производстве моющих средств, эмульгаторов сма-зочно-охлаждающих жидкостей и битумных эмульсий, нефтяного ростового вещества, 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 промышленности и флотации, зеленое М. (продукт омыления KOH 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 средство. В России с 1670 известно жидкое калиевое ("зеленое") М., для производства которого применяли поташ. С 1800 началось кустарное производство "крепкого и желтого" натриевого М. путем обработки жидкого М. поваренной солью при кипячении. Первый пром. способ производства М. с применением кальцинир. соды известен с кон. 18 в.

Объем производства М. в СССР (в пересчете на 40%-ное содержание жирных кислот) 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}