肥皂中的有机化学

人类使用肥皂进行洗涤已经有三千年左右的历史了，尽管目前在世界范围内合成洗涤剂的产量已经超过了肥皂，但是，在我国肥皂至今仍然是每个家庭所必备的。随着科学技术的发展，肥皂的品种越来越多，其性能也更趋于完善。

肥皂的制法有两种，一种是脂肪酸和碱直接进行反应，称为中和法：另—种是在碱性条件下把油脂进行水解后得到肥皂和甘油，称为皂化法，氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等强碱制造肥皂用于中和法或皂化法，氨、胺等弱碱只适用广中和法。

中和法：RCOOH+MOH→RCOOM+H2O

H2COOCRH2COHOHOH皂化法HCH2COOCROOCR3MOH3RCOOMHCH2C

一、肥皂的原料

生产肥皂所使用的主要原料是油脂、苛性碱，此外还有一些辅助原料和填充原料．

1．油脂

生产肥皂常用的油脂有：牛油、羊油、猪油、椰子油、菜子油、棉子油、蓖麻油、豆油、硬化油、氢化油脂、合成脂肪酸等。因其化学成分不同，有的在室温下呈液态称为油，有的呈固态则称为脂。油脂因纯度不同而有不同颜色、有白色．淡黄色、黄色等。油脂的主要成分是三脂肪酸甘油酯，简称三甘酯。其通式为：C3H5(RCOO)3(R代表饱和烃基或不饱和烃基)。 饱 和 脂 肪 酸 不 名称 月桂酸 肉豆蔻酸 棕榈酸 硬脂酸 油 酸 分子式 C11H23COOH C13H27COOH C15H31COOH C17H35COOH 熔点℃ 44.2 53.9 63.1 69.6 中和值 280.1 245.7 218.8 197.2 198.6 碘值 主要来源 0 0 0 0 .9 橄榄油、棉仔油、大椰子油，棕榈仁油，牛油，米糠油 C17H33COOH 10.9---11.5 饱 和 脂 肪 酸

亚油酸 亚麻酸 蓖麻油酸 C17H31COOH -5.2----5.0 C17H29COOH -11.2—11 C17H32（OH）COOH 5.5 200.1 201.5 181.0 豆油、米核油、牛脂273.5 猪脂、鱼油、鲸油、棉子油、大豆油、米糠油亚麻仔油蓖麻油 (1)月桂酸钠盐 是硬性的固体皂，在水中的溶解力很强，在冷水中的溶解性也很好，而且耐硬性也强，起泡力大。在冷水中洗涤时去污力好。在中温和高温的水中洗涤时。其去污力较碳数多的脂肪酸差。 。

(2)硬脂酸的固体皂，在水中的溶解力弱，在冷水中不溶解，耐硬水性也差，起泡力非常小。在高温中洗涤时去污力较好，但在中温和冷水中较差。

(3)肉豆蔻酸钠盐和棕搁酸钠盐 性质居于月桂酸盐和硬脂酸盐之间。 (4)油酸钠盐 它和硬脂酸盐的碳数相同，但是由于含有不饱和基而增加了亲水性，同硬脂酸盐相比较，它的水溶性好，而且起泡性和在冷水、温水中洗涤时的去污性也较强。所生成的皂是软性的，很难制成硬性皂。

(5)亚油酸钠盐和亚麻酸钠盐 碳数和硬脂酸盐、油酸盐的相同，但是由于酸的不饱和度更高，所生成的皂更软，水溶性很好。然而，像亚麻酸盐这类不饱和度高的脂肪酸盐，去污性很差，容易酸败，一般不作为肥皂原料使用。

(6)蓖麻醇酸钠盐 这种脂肪酸只存在于蓖麻油中，它的特点是在脂肪酸链上有一OH亲水基，因而能形成硬度高，而在水中却很容易溶解的脂肪酸盐。

以油脂为原料制造肥皂之前，必须明确所制成肥皂的使用目的和使用条件，例如以家庭洗衣用为目的的肥皂，一般是在常温条件下洗涤，这就须要选用在这个温度条件下能够发挥最高去污力的脂肪酸。为了制成优质肥皂，除了采用最佳的加工工艺，同时也要选用合适的油脂，所以拟订最佳的油脂配方是制皂的重要一环。拟订油脂配方时须根据以下要求：

(1)保证成品肥皂的质量标准； (2)取得油脂原料的可能性； (3)加工过程中的难易程度； (4)价格适宜，生产成本低。

熔点计算方法：

固体洗衣皂的种类 熔点 洗衣皂 高温洗衣粉 39—41 中温洗衣粉 37---39 低温洗衣粉 30---37 香皂 浴用香皂 39---40 Ai（油脂的熔点） Ni（油脂的百分比）

T =

nAi∗Ni100

为更好的改善肥皂的溶解性，与去污能力人们找到了一种理想的添加剂。 松香

松香是油脂的代用品，但它不是油脂，也不是真正的脂肪酸，它是松树分泌出来的松脂加工制得的。工业品是一种浅黄色至深褐色的半透明的块状体。其主要成分是树脂酸，分子式为C19H29COOH，可与碱作用生成松香皂和水：

C19H29C00H+NaOH＝C19H29COONa+H2O

松香皂质地软且粘，泡沫少，本身无去污力，但在肥皂中掺加此种物质可以降低成本。在肥皂中掺入适量的松香皂能增大肥皂的溶解性，起泡性．使肥皂的洗净作用得以充分发挥，对防止肥皂的酸败和冒白霜也有一定作用。在洗衣皂中以掺加20％左右的松香皂为宜，在香皂中不加或加少量。若掺加过多，肥皂质地．发粘，洗净力差，色泽深暗。

肥皂去污原理：

肥皂具有去污能力，主要是高级脂肪酸钠

的作用。从结构上看，高级脂肪酸钠分子可分为两部分，一部分是极性基团一C00Na或一C00—，易

溶于水，叫做亲水基；另一部分是非极性的链状烃基一R，它跟水(极性分子)的结构差别很大，不能溶于水，叫做憎水基。 亲水基使肥皂具有水溶性，憎水基具有亲油的性质。

肥皂中高级脂肪酸钠分子在水中的排列具有一定的规则，在水的表层亲水基(—COONa或COO—)插入水中，而憎水基(一R)伸出水面外如图。这样就削弱了水表面上水分子问的引力，使水的表面张力大大降低；在水中憎水基相互间依靠范德华力聚集在一起，而亲水基则包在外面，与水连接，形成一粒粒很小的胶囊，胶囊外面带有相同的电离，使它们互相排斥而不聚集。

在洗涤过程中，当肥皂接触到油污时，高级脂肪酸

钠分子中的憎水基便插入油垢内，而亲水基则包围在油垢外面，插入水中。这样油滴就被服皂分子包围起来。

由于肥皂分子降低了水的表面张力，油污易被润湿渗透，使油污与它的附着物(纤维)逐渐松开，再经机械摩擦和震动后，大的油滴便分散成细小的油珠，最后脱离被洗涤的纤维织物，而分散到水中形成乳浊液，随水漂洗出去，从而达到

洗涤去污的目的

目前，我国市售肥皂的主要品种有洗衣皂、软皂、皂粉、皂片、皂精以及复合皂等。

其中最有发展前景的当属复合皂。

复合皂全称复合型液体皂。复合皂是八十年代初新兴起来的洗涤用品．它是由天然油脂和合成表面活性剂(或钙皂分散剂)发配而成的性能优良的多用途产品。

肥皂在硬水中使用时，与硬水中的钙离子产生水不溶性的“钙皂”。为了克服肥皂的这个缺点，人们在肥皂中加入一种能分散不溶性“钙皂”的物质，这些物质被称为“钙皂分散剂”．一般来说，阴离子表面活性别或两性离子表面活性剂可作钙皂分散剂。另外，单一的钙皂分散剂仅铝显示一种特有的性能，为了使肥皂能获得更全面的性能，一般部采用多种物质复合。

目前，我国已开发的复合皂品种有理发店用液体皂、洗衣机用低泡液皂、淋浴用液体皂、厨房用液体皂、机工去油污用液体皂、医院、卫生、食品部门用液体消毒皂等。

复合皂克服了单纯液体皂抗硬水性差和以合成洗涤剂为主的液体皂对皮肤刺激性大的缺点，对皮肤作用温和无刺激性，因而得到迅速发展。

复合皂的诞生是肥皂由单纯的脂肪酸盐迈入含有表面活性剂的复合洗涤用品的一个重要标志，使传统的肥皂发生了质的变化。复合皂是一种节能型多用途洗涤用品，原料易得，使用方便，环境污染少，发展这类产品符合我国国情，我们应大力加以开发．

 书名: 《化妆品学》   作者: 肖子英编著  书名: 《实用精细化工》  作者: 吴绍祖 张玉兰主编  书名: 《有机化学》  作者: 陕西省石油化工高级技工学校 王秀芳编