（转）肥皂水溶液的性质和制皂用的油脂
2015-04-27 20:50阅读：
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。
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。
1．相对密度(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。
2．凝固点(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。
3．皂化值(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。
ＷNaOH=Ｗ油脂×S×40/(56.1×1000×ωNaOH)
式中：ＷNaOH——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；ωNaOH——NaOH
溶液的质量分数；56.1
——KOH
的分子量；40——NaOH
的分子量。
4．酸值(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（%
）=
VA×M
×100/(1000×56.1)
式中：VA——油脂酸值；
M
——油脂中脂肪酸的平均相对分子量；56.1——KOH
的分子量。
5．碘值(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，不饱和程度愈高，制得的皂愈软。
根据碘值的大小，油脂分为干性油、半干性油和不干性油：
干性油： 碘值＞130
；
半干性油：
碘值130
～100
；
不干性油： 碘值＜100
干性油不饱和程度高，易氧化生成大分子物质，在表面形成硬膜，如亚麻仁油、桐油是干性油，它们不适用于制皂。植物油脂中椰子油、棕榈油、花生油，动物油脂中牛油、羊油、猪油都是不干性油，适用于制皂。半干性油在制皂时可适当配用，如棉籽油、糠油、菜油等，但加入量不宜过多，一般棉籽油的用量不可超过3
％～5
％。
6．不皂化物(Unsaponifiable
matter)
不皂化物是指油脂中所含脂肪酸以外的脂肪成分，如萜烯类（维生素A等），这些物质不会中和皂化，以杂质状态存在于肥皂中，通常不皂化物含量大于1%不可直接制皂。
从以上油脂性能指标可以看出，为了使制得的肥皂达到质量标准，即具有一定的硬度，良好的外观、色泽，适当的溶解度，丰富的泡沫及较强的去污力。在制皂时往往需采用多种油脂混合使用，并考虑原料供应的可能性和经济性。表2-1
和表2-2
列出了制造香皂和洗衣皂所用油脂的配方数据。
表2-1
香皂用油脂配方（质量分数）
油脂名称
配方一
配方二
配方三
配方四
配方五
|
牛羊油（44℃）
0.75
牛羊油（43℃）
0.80
0.42
牛羊油（42℃）
0.75
硬化猪油
0.05
0.10
0.30
猪油
0.05
0.28
0.35
花生油/茶油
0.10
椰子油/棕榈仁油 0.20
0.20
0.20
0.20
0.25
|
表2-2
洗衣皂用油脂配方（质量分数）
油脂名称
|
53%脂肪酸规格
42%脂肪酸规格
|
|
|
配方一
配方二
配方三
配方四
配方五
配方六
|
|
硬化油
0. 10
0.32
0.34
0.38
0.33
牛羊油
0.75
猪油
0.20
0.05
柏油
0.07
棕榈油
0. 60
0.15
椰子油/棕榈仁油
0.10
0.15
|
