МЫЛА́

МЫЛА́, со­ли выс­ших жир­ных ($\ce{C_8–C_{18}}$), наф­те­но­вых или смо­ля­ных ки­слот. В бо­лее уз­ком смыс­ле (гл. обр. в бы­ту) М. на­зы­ва­ют от­но­ся­щие­ся к то­ва­рам бы­то­вой хи­мии тех­нич. про­дук­ты на ос­но­ве рас­тво­ри­мых в во­де со­лей на­зван­ных ки­слот с до­бав­ка­ми разл. вспо­мо­га­тель­ных ин­гре­ди­ен­тов, про­яв­ляю­щие мою­щее дей­ст­вие и тра­ди­ци­он­но ис­поль­зуе­мые для уда­ле­ния за­гряз­не­ний с по­верх­но­сти.

Историческая справка

Про­стей­шие тех­но­ло­гии из­го­тов­ле­ния М. – ки­пя­че­ни­ем дре­вес­ной зо­лы и по­сле­дую­щим рас­та­п­ли­ва­ни­ем в ней жи­вот­но­го жи­ра – бы­ли из­вест­ны в Шу­ме­ре при­бли­зи­тель­но в 2500 до н. э., Древ­нем Егип­те в сер. 2-го тыс. до н. э. При­го­тов­ле­ние М. об­ра­бот­кой жи­ров рас­тит. зо­лой, из­ве­стью и при­род­ны­ми ще­ло­ча­ми, по сви­де­тель­ст­ву Пли­ния Стар­ше­го, ис­поль­зо­ва­лось древ­ни­ми гал­ла­ми и гер­ман­ца­ми. Ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние мы­ло­ва­ре­ние при­об­ре­ло в Древ­нем Ри­ме. В те­че­ние дли­тель­но­го пе­рио­да М. ис­поль­зо­ва­ли не толь­ко как мою­щее сред­ст­во, но и в ме­ди­цин­ских и кос­ме­тич. це­лях; упо­ми­на­ние о М. встре­ча­ет­ся у Га­ле­на (2 в. н. э.). К 17 в. кус­тар­ное про­из-во М. бы­ло дос­та­точ­но рас­про­стра­не­но в Ев­ро­пе. В Рос­сии с 1670 из­вест­но жид­кое ка­лие­вое – «зе­лё­ное» – М., по­лу­чае­мое с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­та­ша; с 1800 на­ча­то про­из-во «креп­ко­го и жёл­то­го» на­трие­во­го М. пу­тём об­ра­бот­ки жид­ко­го М. по­ва­рен­ной со­лью при ки­пя­че­нии. Пром. про­из-во М. поя­ви­лось в кон. 18 – нач. 19 вв., его раз­ви­тию спо­соб­ст­во­ва­ли ра­бо­ты М. Шев­рё­ля по изу­че­нию хи­мии жи­ров и соз­да­ние дос­та­точ­но ши­ро­ко­го про­из-ва каль­ци­ни­ро­ван­ной со­ды по спо­со­бу Н. Леб­лана. М. бы­ли прак­ти­че­ски един­ст­вен­ным и уни­вер­саль­ным мою­щим сред­ст­вом до сер. 20 в. – до по­яв­ле­ния син­те­ти­че­ских мою­щих средств.

Классификация

Тех­нич. сме­си рас­тво­ри­мых в во­де ка­лие­вых, на­трие­вых, ам­мо­ние­вых и не­ко­то­рых др. со­лей на­зы­ва­ют ще­лоч­ны­ми М., не­рас­тво­ри­мые в во­де со­ли по­ли­ва­лент­ных ме­тал­лов (напр., $\ce {Ca,\, Mg,\, Ni,\, Mn,\, Al,\, Co,\, Pb}$) – ме­тал­ли­че­ски­ми. М. клас­си­фи­ци­ру­ют так­же по кон­си­стен­ции (твёр­дые, ма­зе­об­раз­ные, жид­кие, по­рош­ко­об­раз­ные), на­зна­че­нию (хо­зяй­ст­вен­ные, туа­лет­ные, тех­ни­че­ские, ме­ди­цин­ские, спе­ци­аль­ные), спо­со­бу по­лу­че­ния (клее­вые, яд­ро­вые, пи­ли­ро­ван­ные).

Свойства щелочных мыл

В вод­ных рас­тво­рах ще­лоч­ные М., яв­ляю­щие­ся со­ля­ми сла­бых ки­слот и силь­ных ос­но­ва­ний, гид­ро­ли­зу­ют­ся; рас­тво­ры име­ют ще­лоч­ную ре­ак­цию. В очень раз­бав­лен­ных рас­тво­рах М. пол­но­стью дис­со­ции­ру­ют на ио­ны. Кон­цен­тра­ция, при ко­то­рой в вод­ном рас­тво­ре М. на­ря­ду с отд. ио­на­ми на­хо­дят­ся ми­цел­лы, – кри­ти­че­ская кон­цен­тра­ция ми­цел­ло­об­ра­зо­ва­ния – слу­жит важ­ной ха­рак­те­ри­сти­кой М., т. к. об­ра­зо­ва­ние ми­цел­ляр­ных сис­тем при­во­дит к рез­ко­му из­ме­не­нию свойств рас­тво­ров. На­ли­чие ми­целл и вы­со­кая по­верх­но­ст­ная (ад­сорб­ци­он­ная) ак­тив­ность М. обу­слов­ли­ва­ют ха­рак­тер­ные свой­ст­ва мыль­ных рас­тво­ров: спо­соб­ность от­мы­вать за­гряз­не­ния, пе­нить­ся, сма­чи­вать гид­ро­фоб­ные по­верх­но­сти, эмуль­ги­ро­вать мас­ла и пр. Во­до­рас­тво­ри­мые М. от­но­сят­ся к ани­он­ным по­верх­но­ст­но-ак­тив­ным ве­ще­ст­вам.

С уве­ли­че­ни­ем мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы рас­тво­ри­мость М. в во­де умень­ша­ет­ся. Рас­тво­ри­мость на­трие­вых М. не­на­сы­щен­ных жир­ных ки­слот вы­ше рас­тво­ри­мо­сти на­трие­вых М. на­сы­щен­ных жир­ных ки­слот с тем же чис­лом ато­мов уг­ле­ро­да. В за­ви­си­мо­сти от при­ро­ды ка­тио­на М. по рас­тво­ри­мо­сти в во­де рас­по­ла­га­ют в ряд: $\ce{NH^+_4 >K^+>Na^+>Li^+}$. С уве­ли­че­ни­ем мо­ле­ку­ляр­ной мас­сы спо­соб­ность М. к гид­ро­ли­зу воз­рас­та­ет, при­чём М. на­сы­щен­ных жир­ных ки­слот под­вер­га­ют­ся гид­ро­ли­зу силь­нее, чем не­на­сы­щен­ных; до­бав­ле­ние щё­ло­чи к рас­тво­ру М. по­дав­ля­ет гид­ро­лиз. С по­вы­ше­ни­ем темп-ры и по­ни­же­ни­ем кон­цен­тра­ции и ве­ли­чи­ны $\ce{pH}$ гид­ро­лиз М. уси­ли­ва­ет­ся. Рас­тво­ри­мость ще­лоч­ных М. в спир­тах (эти­ло­вом и ме­ти­ло­вом) зна­чи­тель­но вы­ше, чем в во­де. Под дей­ст­ви­ем ми­нер. ки­слот М. раз­ла­га­ют­ся с вы­де­ле­ни­ем сво­бод­ных жир­ных ки­слот. Ще­лоч­ные М. чув­ст­ви­тель­ны к ио­нам, обу­слов­ли­ваю­щим жё­ст­кость во­ды, и к со­лям тя­жё­лых ме­тал­лов: об­ра­зу­ют труд­но­рас­тво­ри­мые со­ли, оса­ж­даю­щие­ся на по­верх­но­сти тек­стиль­ных ма­те­риа­лов при стир­ке. Без­вод­ные М. гиг­ро­ско­пич­ны.

Без­вод­ные на­трие­вые М., наи­бо­лее ши­ро­ко ис­поль­зуе­мые в про­из-ве туа­лет­ных М., пред­став­ля­ют со­бой твёр­дые гиг­ро­ско­пич­ные про­дук­ты с темп-рой плав­ле­ния 230–260 °C и плот­но­стью ок. 1,05 г/см³.

Свойства металлических мыл

Ме­тал­лич. М. в за­ви­си­мо­сти от со­ста­ва мо­гут быть твёр­ды­ми (кри­стал­ли­че­ски­ми) или от­но­си­тель­но мяг­ки­ми, пла­стич­ны­ми ве­ще­ст­ва­ми. Боль­шин­ст­во из них прак­ти­че­ски не­рас­тво­ри­мы в во­де (М. щё­лоч­но­зе­мель­ных ме­тал­лов и на­сы­щен­ных жир­ных ки­слот $\ce{C_8–C_9}$ рас­тво­ря­ют­ся в го­рячей во­де), но рас­тво­ря­ют­ся в жи­рах; рас­тво­ри­мость в ор­га­нич. рас­тво­ри­те­лях за­ви­сит от со­ста­ва.

Технология производства

Сырь­ём для про­из-ва М. слу­жат де­шё­вые рас­ти­тель­ные на­ту­раль­ные и гид­ро­ге­ни­зи­ро­ван­ные жи­ры, жи­вот­ные жи­ры, син­те­тич. жир­ные ки­сло­ты, от­хо­ды от ра­фи­ни­ро­ва­ния жи­ров, ка­ни­фоль, мы­ло­нафт, ней­траль­ные жи­ры и жир­ные кис­ло­ты, по­лу­чен­ные при гид­ро­ли­зе на­ту­раль­ных жи­ров. Ще­лоч­ные М. по­лу­ча­ют на ос­но­ве лау­ри­но­вой, олеи­но­вой, паль­ми­ти­но­вой, стеа­ри­но­вой, наф­те­но­вых ки­слот, ка­ни­фо­ли и тал­ло­во­го мас­ла, ме­тал­ли­че­ские (тех­ни­че­ские) М. – на ос­но­ве ли­но­ле­вой, ли­но­ле­но­вой, стеа­ри­но­вой и наф­те­но­вых ки­слот.

Во­до­рас­тво­ри­мые М. по­лу­ча­ют как не­по­сред­ст­вен­ным омы­ле­ни­ем (ще­лоч­ным гид­ро­ли­зом) жи­ров (слож­ных эфи­ров гли­це­ри­на и жир­ных ки­слот), так и с пред­ва­ри­тель­ным рас­ще­п­ле­ни­ем жи­ров, раз­де­ле­ни­ем про­дук­тов на жир­ные ки­сло­ты и гли­це­рин с по­сле­дую­щим дей­ст­ви­ем ще­ло­ча­ми на ки­сло­ты. При омы­ле­нии ней­траль­ных жи­ров рас­тво­ра­ми ед­ких ще­ло­чей од­но­вре­мен­но про­те­ка­ют две хи­мич. ре­ак­ции: рас­ще­п­ле­ние три­гли­це­ри­дов и ней­тра­ли­за­ция (свя­зы­ва­ние) щёло­чью вы­де­ляю­щих­ся в ре­зуль­та­те рас­ще­п­ле­ния жир­ных ки­слот. Ко­неч­ная ре­ак­ция омы­ле­ния ней­траль­ных жи­ров рас­тво­ром ед­кой щё­ло­чи при по­лу­че­нии на­трие­во­го М. име­ет вид: $\ce{C_3H_5(RCOO)_3+3NaOH⇄ 3RCOONa+ C_3H_5(OH)_3}$ ($\ce{R}$ – уг­ле­во­до­род­ный ос­та­ток жир­ной ки­сло­ты). По­лу­че­ние на­трие­во­го М. ней­тра­ли­за­ци­ей жир­ных ки­слот про­те­ка­ет по схе­ме: $\ce{RCOOH+NaOH⇄RCOONa+H_2O}$.

Тех­но­ло­гич. про­цесс про­из-ва М. со­сто­ит из вар­ки ос­но­вы и пе­ре­ра­бот­ки сва­рен­но­го М. в то­вар­ный про­дукт – ох­ла­ж­де­ния, ме­ха­нич. об­ра­бот­ки, фор­мо­ва­ния, штам­пов­ки, упа­ков­ки. На ста­дии вар­ки ней­траль­ные жи­ры под­вер­га­ют омы­ле­нию ки­пя­че­ни­ем с вод­ным рас­тво­ром кау­сти­че­ской со­ды NaOH; при этом жи­ры пре­вра­ща­ют­ся в смесь со­лей жир­ных ки­слот и гли­це­рин. Рас­ще­п­лён­ные жи­ры ней­тра­ли­зу­ют каль­ци­ни­ро­ван­ной со­дой $\ce{Na_2CO_3}$, ос­тав­шие­ся жир­ные кис­ло­ты и ней­траль­ные жи­ры до­омы­ля­ют рас­тво­ром $\ce{NaOH}$. В обо­их слу­ча­ях в ре­зуль­та­те вар­ки об­ра­зу­ет­ся мыль­ный клей – од­но­род­ная вяз­кая жид­кость, гус­тею­щая при ох­ла­ж­де­нии. То­вар­ные М., по­лу­чен­ные не­по­сред­ст­вен­но из мыль­но­го клея, на­зы­ва­ют клее­вы­ми. Клее­вые М. со­дер­жат 40–60% по мас­се осн. ве­ще­ст­ва.

Яд­ро­вые М. по­лу­ча­ют пу­тём до­бав­ле­ния в мыль­ный клей кон­цен­трир. рас­тво­ра элек­тро­ли­та ($\ce{NaOH,\, NaCl}$). При этом мас­са раз­де­ля­ет­ся на два слоя: верх­ний (мыль­ное яд­ро) – очи­щен­ное М. с со­дер­жа­ни­ем осн. ве­ще­ст­ва не ме­нее 60%; ниж­ний (под­мыль­ный щё­лок) – рас­твор элек­тро­ли­та, со­дер­жа­щий не­боль­шое ко­ли­че­ст­во М., при­ме­си из ис­ход­но­го сы­рья и, ес­ли при­ме­ня­лись ней­траль­ные жи­ры, гли­це­рин. Из под­мыль­но­го щё­ло­ка из­вле­ка­ют М. и гли­це­рин. Вы­де­лен­ное яд­ро­вое М. под­вер­га­ют до­пол­нит. очи­ст­ке и ос­вет­ле­нию.

При по­лу­че­нии твёр­дых М. мыль­ную мас­су ох­ла­ж­да­ют, под­су­ши­ва­ют, за­тем ме­ха­нич. об­ра­бот­кой с по­мо­щью спец. ап­па­ра­ту­ры при­да­ют ей пла­стич­ность и од­но­род­ность, фор­му­ют и раз­ре­за­ют на кус­ки стан­дарт­ной мас­сы. Выс­ший сорт М. – пи­ли­ро­ван­ное – по­лу­ча­ют вы­су­ши­ва­ни­ем яд­ро­во­го М. и по­сле­дую­щим пе­ре­ти­ра­ни­ем на пи­лир­ной ма­ши­не. Та­кое М. со­дер­жит не ме­нее 72% осн. ве­ще­ст­ва, хо­ро­шо хра­нит­ся (ус­той­чи­во к усы­ха­нию, про­гор­ка­нию, дей­ст­вию вы­со­ких тем­пе­ра­тур).

Хо­зяй­ст­вен­ные М. по­лу­ча­ют ох­ла­ж­де­ни­ем мыль­но­го клея в хо­ло­диль­ных прес­сах, по­сле че­го пло­ские твёр­дые пли­ты М. раз­ре­за­ют на кус­ки, мар­ки­ру­ют на штамп-прес­сах и упа­ко­вы­ва­ют. В за­ви­си­мо­сти от сор­та хо­зяйств. М. со­дер­жат 40–72% жир­ных ки­слот, 0,1–0,2% щё­ло­чи, 1–2% кар­бо­на­тов $\ce{Na}$ или $\ce{K}$, 0,5–1,5% не­рас­тво­ри­мо­го в во­де ос­тат­ка. Для про­из-ва хо­зяйств. М. ис­поль­зу­ют­ся все ви­ды жи­ров и жи­ро­за­ме­ни­те­лей.

Твёр­дые туа­лет­ные М. по­лу­ча­ют на ос­но­ве мыль­но­го яд­ра, при­го­тов­лен­но­го из улуч­шен­но­го по со­ста­ву жи­ро­во­го сы­рья, со­дер­жа­ще­го 72–80% жи­вот­ных жи­ров, ко­ко­со­вое мас­ло или фрак­ции син­те­тич. жир­ных ки­слот. Луч­шие сор­та туа­лет­ных М. со­дер­жат 80–90% осн. ве­ще­ст­ва. В туа­лет­ные М. до­бав­ля­ют пар­фю­мер­ные от­душ­ки и кра­си­те­ли, в не­ко­то­рых слу­ча­ях – пе­но­об­ра­зую­щие и др. спе­ци­фич­ные ком­по­нен­ты. Жид­кие туа­лет­ные М. со­дер­жат 18–20% ка­лие­вых или ка­лие­во-на­трие­вых М. в вод­но-спир­то­вом (10–15% $\ce{C_2H_5OH}$) рас­тво­ре. В де­шё­вые сор­та М. ино­гда до­бав­ля­ют ми­нер. на­пол­ни­те­ли – очи­щен­ный као­лин и пр. Осо­бую груп­пу со­став­ля­ют пе­ре­жи­рен­ные туа­лет­ные М.; в них от­сут­ст­ву­ет сво­бод­ная щё­лочь и обыч­но со­дер­жат­ся кос­ме­тич. до­бав­ки (пи­тат. ве­ще­ст­ва и др.).

М., ис­поль­зуе­мые в ме­ди­ци­не и ве­те­ри­на­рии (дег­тяр­ное, суль­се­но­вое и др.), со­дер­жат разл. де­зин­фи­ци­рую­щие и ле­кар­ст­вен­ные ве­ще­ст­ва; те­ра­пев­тич. эф­фект свя­зан с влия­ни­ем при­бав­ляе­мо­го к М. дей­ст­вую­ще­го на­ча­ла. К спец. ви­дам от­но­сят­ся М., при­ме­няе­мые в тек­стиль­ной, ко­же­вен­ной, ме­тал­лур­гич. и др. от­рас­лях пром-сти.

По­рош­ко­об­раз­ные М. по­лу­ча­ют рас­пы­лит. суш­кой рас­тво­ров М.; та­кие М. про­из­во­дят без до­ба­вок или в сме­си со ще­лоч­ны­ми элек­тро­ли­та­ми ($\ce{Na_2CO_3}$, си­ли­ка­та­ми и по­ли­фос­фа­та­ми $\ce{Na}$ и др.), не­об­хо­ди­мы­ми для умяг­че­ния во­ды, уси­ле­ния мою­ще­го эф­фек­та и сни­же­ния рас­хо­да мы­ла.

Ме­тал­лич. М. по­лу­ча­ют обыч­но по ре­ак­ци­ям об­ме­на ме­ж­ду ще­лоч­ны­ми М. и со­ля­ми со­от­вет­ст­вую­щих по­ли­ва­лент­ных ме­тал­лов; ре­же – дей­ст­ви­ем жир­ных ки­слот на со­от­вет­ст­вую­щие ок­си­ды или гид­ро­кси­ды ме­тал­лов ли­бо пря­мым взаи­мо­дей­ст­ви­ем жир­ных ки­слот и не­ко­то­рых ме­тал­лов при вы­со­ких темп-рах.

Применение

Туа­лет­ные и хо­зяй­ст­вен­ные М. ис­поль­зу­ют­ся в бы­ту и на про­из-ве для са­ни­тар­но-ги­гие­нич. це­лей. Тех­нич. М. при­ме­ня­ют­ся во мно­гих от­рас­лях пром-сти: ам­мо­ние­вые, на­трие­вые и ка­лие­вые со­ли наф­те­но­вых ки­слот – при про­из-ве син­те­тич. мою­щих средств, эмуль­га­то­ров сма­зоч­но-ох­ла­ж­даю­щих жид­ко­стей, ин­ги­би­то­ров кор­ро­зии; ли­тие­вые, каль­цие­вые, маг­ние­вые и ба­рие­вые М. – в ка­че­ст­ве за­гус­ти­те­лей и при­са­док к мас­лам и смаз­кам, ин­ги­би­то­ров кор­ро­зии; хро­мо­вые, же­лез­ные, ко­баль­то­вые, ни­ке­ле­вые и свин­цо­вые М. – в ка­че­ст­ве ус­ко­ри­те­лей вы­сы­ха­ния ла­ко­кра­соч­ных ма­те­риа­лов на ос­но­ве рас­тит. ма­сел; алю­ми­ние­вые М. яв­ля­ют­ся за­гус­ти­те­ля­ми сма­зок и до­бав­ка­ми к ла­кам, крас­кам и смаз­кам; мед­ные М. ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве ан­ти­сеп­ти­ков при про­пит­ке дре­ве­си­ны, тка­ней, си­ло­вых ка­бе­лей.