Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
KNIGA_M_LO.doc
Скачиваний:
58
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

2.2. Жирные кислоты

Основным сырьем для выработки мыла являются жирные кислоты и щелочи.

Жирные кислоты делят на:

– природного (растительного или животного) происхождения;

– синтетические, получаемые путем окисления парафиновых углеводородов нефтепереработки.

Кроме этого, в качестве кислотного сырья, при производстве мыла, в небольших количествах используют канифоль, талловое масло, нафтеновые кислоты (асидол и мылонафт).

Жирные кислоты обозначают в общем виде формулой

где: R – жирный (насыщенный или ненасыщенный) углеводородный радикал (обычно в мыловарении используют ряд С10 – С20); –СООН – кислотная группа.

Именно жирный углеводородный радикал существенно влияет как на физические, так и химические свойства каждой из индивидуальных жирных кислот. Известно и описано около 100 разных жирных кислот. Использование в мыловарении жирных кислот с числом углеводородных атомов в цепи от 10 до 20, позволяет получать наиболее оптимальный моющий эффект мыла. На основе жирных кислот с числом углеродных атомов в цепи радикала –R, меньше 10, хотя и очень хорошо растворяются в воде, но дают крупноячеистую неустойчивую пену и обладают худшим моющим действием.

Мыла на основе жирных кислот с числом атомов углерода в цепи радикала –R больше 20, плохо растворяются в обычной воде, несколько лучше в горячей, дают мелкоячеистую устойчивую пену, но эффект их моющего действия хуже.

Жирные кислоты бывают:

– насыщенные;

– ненасыщенные (непредельные).

Степень их ненасыщенности бывает разная, т.е., они могут содержать в своей структуре одну, две, три и даже пять ненасыщенных связей. Например, в структуре олеиновой кислоты Н33С17СООН имеется одна двойная связь; в линолевой – С17Н31СООН – две двойные связи; в линоленовой – С17Н29СООН – три двойные связи.

Количество ненасыщенных связей в структуре жирной кислоты существенно влияет на ее свойства и на пригодность для мыловарения.

Природные жирные кислоты из жиров и масел, обычно имеют четное число углеродных атомов. Синтетические – любое.

Среди жирных кислот природного происхождения встречаются такие, которые наряду с ненасыщенными связями в структуре, карбоксильной группы, содержат дополнительно еще и гидроксильную (чаще всего в середине углеводородной цепочки). Например, в касторовом масле содержится рицинолевая кислота формулы С18Н34О3. Как правило, оксикислоты обладают слабым моющим действием и в мыловарении, практически не используются.

Жирные кислоты, содержащие в молекуле до 5 углеродных атомов – жидкие продукты, растворимые в воде, и являются балластом в жировом сырье для мыловарения, поскольку мыло на их основе, не удается выделить и оно теряется при сливе помыльного щелока.

Небольшое количество таких кислот присутствует в кокосовом и пальмоядровых маслах.

Жирные кислоты с более 10 атомов углерода в цепи, до 1000С в воде практически не растворимы.

Для характеристики количества нелетучих, нерастворимых в воде жирных кислот (учитывая и неомыляемые вещества) используют число Генера – это количество нерастворимых жирных кислот (плюс неомыляемые вещества), содержащихся в 100 г жира.

У большинства природных жиров (растительного и животного происхождения) число Генера составляет 95–96; у кокосового масла – 88–92.

Важной характеристикой жирных кислот является и Тпл. и Тзаст. (температура плавления и температура застывания), которые влияют на товарный вид и твердость мыла. Если смесь жирных кислот застывает при 15–200С, то и мыла на их основе будут тоже твердыми при обычных условиях. Для характеристики температуры застывания жирных кислот используют величину «Титр жирной кислоты».

С повышением числа атомов «С» в молекуле насыщеной жирной кислоты, ее титр повышается. У ненасыщеных жирных кислот такой закономерности не наблюдается. Жирные ненасыщенные кислоты природного происхождения даже с числом атомов «С» равном 18 – имеют жидкую консистенцию.

Насыщенные жирные кислоты более устойчивы к воздействию кислорода; их свойства в воздушной среде отличаются гораздо более длительной стабильностью. Аналогично и мыла.

Наоборот, ненасыщенные жирные кислоты, особенно с двумя, тремя ненасыщенными связями в структуре, легко окисляются кислородом воздуха. В мылах на их основе, могут появляться бурые пятна и прогорклый запах, что особенно нежелательно при производстве туалетного мыла. В их состав высоконасыщенные жирные кислоты стараются не вводить. В ограниченном количестве допускается использовать такие жирные кислоты и в производстве хозяйственных марок мыл.

Плотность жирных кислот колеблется в пределах 850–920 кг/м3. Они легче воды, в ней не растворяются и всплывают. Этим свойством пользуются при очистке утильных жировых смесей; их доомыляют, разлагают серной кислотой, а всплывшие жирные кислоты собирают, дистиллируют и направляют на варку туалетного мыла.

Молекулярная масса жирных кислот, используемых в мыловарении фракций С10–С20, имеет величину в пределах 170–312.

Для определения молекулярной массы жирных (а также смоляных и нафтеновых) кислот и необходимого расхода щелочи на варку мыла из таких жирных кислот пользуются «числом нейтрализации» – количество миллиграммов КОН, необходимое для нейтрализации 1 г жирных кислот (индивидуально или входящих в жировую смесь). Соответственно, получим среднюю молекулярную массу жирной кислоты (или смеси жирных кислот).

где: М.м. – средняя молекулярная масса жирных кислот или смеси; 56,1 – молекулярная масса молекулы КОН; 1000 – пересчетный коэффициент; ч.н. – число нейтрализации .

Например. Число нейтрализации смеси жирных кислот равно 201 , тогда средняя молекулярная масса смеси жирных кислот будет равна:

и наоборот, по величине средней молекулярной массы можно рассчитать число нейтрализации:

Характеристики наиболее широко используемых в мыловарении жирных кислот приведены в табл. 5.

Таблица 5

Характеристики жирных кислот

Кислота

Формула

Моле-куляр-ная масса

Температура, 0С

Число нейтра-лизации

Йодное число

засты-вания

плавления

Насыщенные кислоты:

Каприновая

С10Н20О2

172,1

31,2

31,6

326

–

Лауриновая

С12Н24О2

200,2

43,9

44,2

280,2

–

Миристиновая

С14Н28О2

228,2

54,1

53,9

245,8

–

Пальмитиновая

С16Н32О2

256,3

62,8

63,1

218,9

–

Стеариновая

С18Н36О2

284,3

69,3

69,6

197,3

–

Арахиновая

С20Н40О2

312,3

75,3

75,3

179,6

–

Ненасыщенные кислоты:

Олеиновая

С18Н34О2

282,3

–

14

198,6

89,9

Линолевая

С18Н32О2

280,3

–

–5– –5,2

200,1

181,0

Линоленовая

С18Н30О2

278,2

–

–11– –11,3

201,5

273,5

Арахидоновая

С20Н32О2

304,2

–

–

184,3

333,5

Синтетические насыщенные жирные кислоты1:

Пеларгоновая

С9Н18О2

158

12,5

12,5

355

–

Ундекановая

С11Н22О2

186

–

28,5

301

–

Тридекановая

С13Н26О2

214

41,8

40,5

262

–

Пентадекановая

С15Н30О2

242

53,2

58

232

–

Гептодекановая

С17Н34О2

270

61,0

60

208

–

Нонодекановая

С19Н38О2

298

–

66,5

188

–

хонейкозиновая

С21Н42О2

326

–

–

172

–

1 Приведены синтетические жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов. Показатели синтетических жирных кислот с четным числом углеродных атомов такие же, как и природных кислот.

В природных жирах и маслах всегда содержится небольшое количество свободных жирных кислот, которое колеблется в относительно широком диапазоне. Такой факт обусловлен тем, что в растении, в начале, в результате фотосинтеза образуются жирные кислоты и далее, вступая в реакцию с глицерином, образуется молекула масла. Количество свободных жирных кислот возрастает в процессе хранения и переработки как жирового так и масличного сырья.

Под влиянием влаги, кислорода воздуха, света и тепла жирные кислоты окисляются образуя ародегиды и другие продукты и деструктируют на более мелкие соединения. Это приводит к тому, что жир начинает прогоркать, темнеть, появляется неприятный запах. Степень реализации таких процессов пропорциональна содержанию в жирах жирных кислот.

В качестве заменителей жиров на первом месте стоят синтетические жирные кислоты, синтезируемые путем окисления парафиновых углеводородов кислородом воздуха. Причем, в мыловарении используют две фракции синтетических жирных кислот:

– фракцию С10–С16;

– фракцию С17–С20.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]