Как работает мыло: принципы очистки и химия ПАВ 🔵

Известно, что впервые наиболее простое средство для мытья — мыло было изготовлено примерно 5 тысяч лет назад, на территории современного Ближнего Востока. Изначально мыло использовалось, в основном, для стирки вещей и обработки ранений. Историки считают, что люди начали мыться с помощью мыла только лишь с 1 в. нашей эры.

Содержание

Моющие средства

Синтетические и вещества с натуральными составляющими, обладающими способностью очищать носят название моющих средств. Сюда относятся применяемые в быту, а также промышленности различные порошки для стирки и мыло.

Мыло изготавливается в процессе реакции щелочных химикатов и жировых составляющих. Вероятно, мыло было получено случайно: на золу из жарившегося мяса накапал жир. А зола известна с давних пор своими щелочными свойствами.

Несмотря на древнюю мыловаренную историю, впервые средство для очищения из синтетических ингредиентов изготовили лишь в 1916 г. Оно было предназначено для промышленности, так как относительно безвредные для кожи СМС (синтетические моющие средства) были произведены в 1933 г. Это стало началом производства целого спектра СМС специального назначения.

Свойства мыла

Как известно, молекулы жидкости друг возле друга располагаются благодаря силе притяжения. Данное воздействие направляет внутрь молекулы, которые находятся сверху, заставляя прогибаться поверхность. Это явление, носящее название «поверхностное натяжение» воочию рассматривается на простом примере круглой капли воды.

В связи с эффектом поверхностного натяжения вода не может в нужной мере очистить ту либо иную поверхность. Контактируя с грязью, стремящиеся друг к другу водяные молекулы не захватывают грязевые частицы.

Моющие средства из синтетических составляющих, а также мыло повышают смачивающий эффект воды, погашая поверхностное натяжение, используя специальные вещества — ПАВ (поверхностно-активные вещества). ПАВы работают на всех границах жидкостной поверхности. Молекулы этих веществ, внешне напоминают головастиков, цепляются хвостиками за жир, а головами за воду. Примерно так молекулы ПАВ дробят водную поверхность, серьезно сокращая натяжение поверхности, придавая воде более сильную проникающую способность. Распространяясь по ткани, вода, несущая частицы ПАВ зацепляет ими жировые и грязевые молекулы.

Производство мыла

Получается мыло как следствие щелочной реакции с различными жирами.

Современное мыловаренное производство:

Смешение сырья;
Нагрев до 130 градусов Цельсия под давлением;
Образование глицерина и мыла;
Отделение глицерина;
Отправка мыла на другую обработку.

Виды мыла твердого изготавливают путем его высушивания, добавления различных отдушек, красителей и формования. Мыло туалетное изготавливают методом нагревания после процесса сушения для удаления излишков влаги, используя высококачественные сорта жиров.

Большинство СМС сегодня производятся в порошке и жидком виде. Порошок содержит около 25 процентов ПАВ, что достигается путем высыхания сжиженной массы. Некоторые виды порошков для стирки богаты веществами, удаляющими пятна на белковой основе, такие как яйца и кровяные пятна.

Мицеллярный захват и вынос загрязнений

Когда концентрация ПАВ в растворе достигает критического уровня, молекулы начинают самоорганизовываться в мицеллы — микроскопические сферы. Внутри такой сферы прячется гидрофобный «хвост», притянувший частицу жира, а снаружи остается гидрофильная «голова», контактирующая с водой. Простая физика: так образуется устойчивая эмульсия, которая легко смывается с поверхности.

Почему грязь не оседает обратно в процессе мытья? Одноименные заряды внешних оболочек мицелл отталкиваются друг от друга, удерживая загрязнения в подвешенном состоянии до финального ополаскивания.

Почему жесткая вода «съедает» пену

Эффективность классического мыла резко падает в жесткой воде из-за избытка ионов кальция и магния. Эти минералы вступают в реакцию с солями жирных кислот, образуя липкий, нерастворимый осадок — так называемое известковое мыло. В результате ПАВ расходуются на химическую борьбу с солями, а не на удаление пятен.

Стабильность в агрессивных и кислых средах;
Высокая растворимость даже в ледяной воде;
Отсутствие серого налета на волокнах ткани;
Регулируемый уровень пенообразования.

Дезинфекция через разрушение липидного слоя

Мыло работает не только как транспорт для удаления сора, но и как молекулярный «лом» для патогенов. Оболочки многих вирусов состоят из липидов, которые по структуре родственны жировым загрязнениям. Амфифильные молекулы мыла вклиниваются в мембрану микроорганизма, буквально разрывая её на части. Хватает ли простого споласкивания рук? Для гарантированного разрушения белковых связей требуется механическое трение в течение минимум 20 секунд.

Факт для размышления: обычное кусковое мыло физически разрушает структуру вируса эффективнее многих спиртовых антисептиков, так как последние часто не способны проникнуть сквозь защитный слой органической грязи.