从广义上讲,油脂、蜡、松香或脂肪酸与有机碱(或无机碱)起皂化或中和反应,所得的产品皆可称为肥皂。肥皂通常可分为以下几类:
(1)碱金属皂 碱金属皂有钠皂和钾皂。钠皂包括香皂(如一般香皂、多脂皂和药物皂等)、洗衣皂(如各种洗衣皂和海水皂)、皂片、肥皂粉、工业皂、药皂和软皂等。钾皂包括软皂和液体皂。
(2)有机碱皂。
(3)金属皂 胺、乙醇胺、三乙醇胺和其他的有机碱也可被制成肥皂等洗涤用品,如干洗皂、纺织用皂、化妆品皂、家用洗净剂及擦亮剂等。肥皂中具有洗涤作用的只有水溶性的脂肪酸的钾、钠、铵和某些有机碱所成的盐类,肥皂工业所指的肥皂即这一类。绝大部分用于洗涤的肥皂为钠肥皂,述有一部分是钾肥皂。由于用同样油脂所制成的钠皂硬于钾皂,因此前者称为硬皂,后者称为软皂。
脂肪酸钠盐是产量最大的水溶性金属皂。反应方程式如下:
C3H5(O2CR)3+3NaOH—→3RCOONa+C3H5(OH)3
制造过程包括皂化、盐析、碱析、整理、静置等过程,得到皂基后,再进行调和(加入助洗剂、染料、香料和填充料)、冷却、切块、干燥和打印。
生产肥皂的原料有油脂(包括油脂代用品)、碱、盐、着色剂、增白剂、抗氧化剂及螯合剂、杀菌剂及其他物质。其中油脂包括固体油脂、月桂酸类油脂和软性油脂三大类:固体油脂如牛油、羊油、棕榈油、漆蜡、柏油、木油以及硬化油等;月桂酸类油脂如椰子油、棕榈仁油等;软性油脂如棉籽油、花生油、茶油、糠油、菜油及蓖麻油等碘值较低的液体油,猪油也属于这一类。油脂代用品主要有皂用合成脂肪酸、松香、木浆浮油(又称妥尔油)和油脂碱炼皂脚。碱有氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠。盐类有氯化钠、硅酸钠等。着色剂有红色着色剂、黄色着色剂、绿色着色剂、蓝色着色剂和棕色着色剂。增白剂主要是荧光增白剂。抗氧化剂及螯合剂分别是2,6二叔丁基对甲基苯酚(BHT)和乙二胺四乙酸(ED-TA)。杀菌剂包括酚类(甲酚、香芹酚和百里酚)和其他杀菌剂(3,4',5三溴水杨酰苯胺、2,2'二羟基3,5,6,3',5',6'六氯二苯基甲烷、二硫化四甲基秋兰姆等)。(www.xing528.com)
肥皂的生产方法主要有:沸煮法、脂肪酸中和法、半沸法、冷法和连续制皂法等。
沸煮法制皂主要包括皂用油脂的选择和配方、熔油、松香皂的制备、油脂的皂化、盐析及洗涤、碱析和整理等。脂肪酸中和法制皂是将碳酸钠溶液放入皂化锅,煮沸,然后逐渐加入脂肪酸,每次加入脂肪酸后,要等足够时间,让生成的二氧化碳逸出,避免物料从皂化锅中溢出,然后再加脂肪酸,这种方法可以包括组合的油脂高压水解、脂肪酸蒸馏、脂肪酸皂化和皂基的加上等工段。
半沸法制皂和冷法制皂是最简单的制皂方法,该法使油脂和一定数量的强碱反应,强碱量几乎完全等于进行皂化反应所需的理论碱量,皂化后的整个物料,既不分出甘油、又不分离皂基相和皂脚相就进行凝固。该法可生产范围广阔的任何肥皂含量的成品皂。但另一方面,半沸法和冷制法不回收甘油,产品的质量要差于沸煮法皂。这两种方法可用来制备难以用沸煮法生产的海水皂或其他椰子油皂,软皂或钾皂(不易盐析)和小型工厂生产的相对廉价并大量添加填充料的肥皂。
近几十年来发展了很多连续制皂法,可分为两大类:第一类方法建立在油脂的连续皂化基础上,最重要的方法有De-Loval法、Sharples法、Mazzoni SCN-LR法和Mechaniche Moderne法;第二类方法基于油脂的连续裂解成脂肪酸,接着进行连续蒸馏和脂肪酸中和反应。主要的方法是Mills法、MazzoniSC法和Armour法。在工业上采用的有De-Laval法、Sharples法和Mazzoni SCN-LR法等。
各种不同皂化法产生的皂基,含水分30%~35%,该皂基需要进行干燥,或经过干燥后,转变成水分含量为5%~15%的皂片。皂片可以直接销售,或进一步经过研磨、压条加工成块状肥皂或香皂。其中肥皂的干燥有冷却滚筒干燥、喷雾干燥和多级喷雾干燥;肥皂的成型有冷板成型和其他近代肥皂成型技术。
洗衣皂、香皂是家庭生活及个人日常生活的必需品,一直受到人们的关注。在工业方面也有很重要的应用。如在纺织工业,可用作煮炼清洗剂,染色、漂洗整理剂;在橡胶、塑料工业,可用作乳化聚合的乳化剂;在化妆品、农药工业,可用作乳化剂和分散剂;在金属加工业,可用作压延、拉伸的润滑剂及光泽剂;在合成化学工业,可用作催化剂;在食品工业,可用作洗瓶机的润滑剂等。
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