МЫЛА,
соли высших жирных кислот. Наиболее известны из них пальмитиновая — С15Н31СООH, стеариновая C17H35COOH, олеиновая С17Н33СООН и другие кислоты, глицериды к-рых часто встречаются в естественных жирах, как, наир., кислоты линоленовая С17Н29СООH (содержится в льняном масле), лауриновая С12Н24О2 (содержится в лавровом масле), рицинолеиновая C18H34O3, ненасыщенная оксикислота (содержится в касторовом масле) и др.
В более узком смысле под названием мыла понимают средние щелочные (натриевые, калиевые и аммониевые) соли этих кислот соответственно: C15H31COONa, С17Н33СООК, C17H35COONH4, растворимые в воде и обладающие в водных растворах способностью смывать загрязнения (с тканей, волокнистых веществ, шерсти, человеческого тела), а при встряхивании пениться. Натриевые мыла отличаются твердой, а калиевые жидкой консистенцией. Это обобщение не является вполне строгим, так как можно приготовить натриевые мыла жидкой консистенции и, наоборот, калиевые мыла — в виде твердых препаратов. Но для общепринятых продажных продуктов это обобщение почти всегда отвечает действительности.
История мыловарения. Нет возможности совершенно точно установить, когда люди начали пользоваться мылом. Некоторые литературные источники (Гомер в «Одиссее») указывают, что древние не знали мыла. Римские историки указывают, что в древности для мытья белья использовали разложившуюся человеческую мочу. В последнее время при раскопках Помпеи была открыта мыловарня, из чего можно заключить, что в 1 веке хр. э. римлянам был известен способ приготовления М. Знаменитый врач древности Галенус (Клавдий Гален Пергамский, род. в 131 хр. э.) описывает М. как медицинское средство, а также как средство, служащее для очистки предметов от приставшей к ним грязи. В 9 веке М. изготовлялось в Марселе. В 15 в. производство и торговля М. сосредоточились в приморских городах, особенно в Венеции, Савойе и Генуе. В 18 в. мыльная пром-сть вновь оживилась в Марселе, к-рый и до наст. времени считается крупнейшим ее центром.
Крупная мыловаренная промышленность создалась лишь в 19 веке. Ее развитию способствовали знаменитые работы Шевреля по химии жиров (1813—23), производство соды по способу Леблана (1820), а также появление на европ. рынках разнообразных растительных масел, как, напр., кокосового, пальмового и т. д. Мировое производство мыла за последнее время составляет свыше 4,5 млн. т в год, из которых почти 1/3 (1.475 тыс. т) приходится на долю Соединенных Штатов Америки.
Туалетное мыло составляет 8—10% мирового производства мыла. Значительный удельный вес в общем производстве мыла крупнейших капиталистич. стран и особенно США (до 30%) занимают мыльные порошки, хлопья и мыльная стружка. Эти виды мыла имеют значительные преимущества перед твердым кусковым мылом, особенно при механической стирке (удобство дозировки, большая растворимость, более высокое содержание моющих веществ).
В России мыло впервые начали варить в Новгороде в 15 веке. В 18 веке в России было уже 5 мыловарен, а при Павле I — 8. До первой мировой империалистической войны в России вырабатывалось 197 тыс. т мыла в год, что составляло 1,1 кг на душу населения в год. Мыловаренная пром-сть, которую СССР получил в наследство от царской России, представляла один из самых отсталых участков. Душевое потребление М. резко отставало от западно-европейских и американских норм. Многомиллионное крестьянство России и национальные меньшинства, населявшие Россию, мало потребляли мыла. Развитие мыловаренной промышленности в СССР тесно связано с общим развитием народного хозяйства, в частности с развитием химической пром-сти и общим повышением материального благосостояния, культурного уровня рабочего класса и колхозного крестьянства. За годы после победы Великой Октябрьской социалистической революции мыловаренная пром-сть выросла более чем в 3 раза. Мыловаренная пром-сть СССР далеко обогнала все европейские страны и уступает лишь США. Особенно резкий рост дали годы 2-й пятилетки. Производство мыла за 1932 составило 300 тыс. т, а за 1936 — 538 тыс. т (180%). Заводы СССР выработали за 1936 свыше 30 тыс. т туалетного мыла против 8—9 тыс. т до революции. В период 1-й и 2-й пятилеток старые заводы мыловаренной пром-сти были полностью реконструированы и резко увеличили свое производство (Карповский, Невский заводы в Ленинграде, казанский комбинат им. Вахитова, Харьковский завод № 1, фабрика «Свобода» в Москве и др.). Выстроен ряд новых крупных заводов (завод «Новый мыловар» в Москве, крупнейший мыловаренный завод в Европе, выпускающий св. 300 т мыла в сутки; мыловаренные заводы в Горьком, Воронеже и др.). За эти же годы мыловаренная пром-сть получила твердую отечественную сырьевую базу: саломас, сало животное, гарпиус. Растет потребление мыла на душу населения: с 1928 по 1936 оно возросло в 21/2 раза. Потребление туалетного М. еще в 1933 составляло 6.600 т, в 1937 достигло 31.000 т, что составляет 310 млн. кусков. Одновременно с количественным ростом продукции мыловаренной пром-сти улучшается качество и ассортимент, повышается удельный вес высокосортного хозяйственного мыла. Производство мыльного порошка, хлопьев и мыльных стружек, которые ранее почти совсем не вырабатывались, в наст. время начинает быстро развиваться. Современный период развития жировой пром-сти, в СССР характеризуется полным отказом от импорта сырья для мыловаренного производства и переходом на растительные масла. Жидкие растительные масла, имеющиеся в изобилии в СССР, предварительно переводятся в твердый продукт (гидрогенизация жиров). Огромное значение в расширении мыловаренной пром-сти СССР имеет развитие лесохимической пром-сти (производство канифольного М., см. Канифоль), а также изобилие отбросов нефти, к-рые позволяют получить в больших количествах мылонафт (см.) и синтетические высокомолекулярные органические кислоты.
Физико-химические свойства М. Работами Леймдорфера, Бена, Жигмонди и Фишера установлено, что М. принадлежат к коллоидным электролитам. Чистые М. бесцветны, растворяются в спирте и в кипящей воде, водные растворы их легко дают пену и могут легко выделяться из растворов в кристаллич. виде. При растворении в воде М. отчасти гидролизуются. В сухом состоянии М. растираются в порошок. Безводные М. гигроскопичны. Щелочные соли твердых жирных кислот (стеариновой, пальмитиновой) не растворяются полностью в холодной воде. Соли жидких жирных кислот (олеиновой) полностью растворяются в воде комнатной температуры. Поэтому, для того чтобы моющее действие М. из твердых кислот обнаруживалось при обычной температуре, в состав М., употребляемого в повседневном обиходе, должны входить не только твердые, но и жидкие кислоты. Моющее действие мыла является сложным физико-химич. процессом, далеко не вполне выясненным еще и до настоящего времени. В настоящее время важнейшими из предложенных физико-химических и коллоидных теорий являются:
1) суспензионная теория, 2) теория ориентации (Лангмюр и Гаркинс), 3) теория типов растворов (Фишер), 4) теория Спиринга и др. По Пикерингу, сущность моющего действия М. заключается: 1) в способности М. эмульгировать жиры и масла и уменьшать поверхностное натяжение на границе между жиром и водной средой и 2) в способности М. пептизировать твердые частички загрязнений, что приводит к удалению их с поверхности моющегося предмета.
Технология мыловарения. Для приготовления М. в качестве исходных материалов применяются: говяжье, баранье и костное сало, смалец, гидрированные жиры (китовый и рыбий), конский жир, олеин со стеариновых фабрик, масло земляных орехов, растительные масла (хлопковое, соевое, кукурузное, льняное, миндальное, оливковое, пальмовое, кунжутное, буковое), отбросы, получаемые при рафинации сырых масел натровой щелочью («соапсток»). При производстве мыла часто используют высокомолекулярные нефтяные сульфокислоты, известные под названием «контакта». Минеральным сырьем для приготовления мыла обычно служат: высокопроцентная кальцинированная сода Na2CO3, каустич. сода NaOH, едкое кали КОН, поташ К2СО3, поваренная соль NaCl, сульфат натрия Na2SO4, хлористый калий КС1, растворимое стекло Na2SiO3, ультрамарин, коллоидальные глины и др. Существуют три способа заводского получения мыла: 1) омылением нейтрального жира при нагревании с едкими щелочами; 2) омылением свободных жирных кислот едкими или углекислыми щелочами. Гидролитическое расщепление нейтральных жиров на глицерин и жирные кислоты имеет важное значение в технике. Важнейшими методами расщепления являются: а) сернокислый, б) автоклавный (при температуре 200° и давлении 15 атмосфер), в) ферментативный (расщепление жира при помощи энзимов клещевинного семени или ферментов при повышенной температуре), г) способ Кребица, д) контактный метод, при к-ром расщепителями служат сульфожирные кислоты (реактив Твичеля) и сульфонафтеновые кислоты (реактив Петрова, применяемый в СССР); 3) омылением нейтральных жиров едкой известью (способ Кребица). Технический интерес представляют еще следующие способы приготовления мыла: 1) холодный процесс — омыление нейтральных жиров (особенно кокосового, касторового и пальмоядерного масел) крепким каустиком в состоянии эмульсии при низкой температуре. М. холодной варки бывают эластичны, хорошо штампуются и имеют красивый блеск. 2) Получение аммониевых М. омылением жирных кислот. 3) Омыление жирных кислот сухой содой (для получения мыльных порошков). Производство М. по трем вышеуказанным способам имеет след. общую схему технологии, процесса (рис.). Из сборника для жира (масла, жирной кислоты) А жир передается в запасный резервуар Б. Едкая щелочь растворяется в растворителе В и перекачивается в запасный резервуар для щелочи Г. Жир из резервуара Б поступает в мыловаренный котел Д, куда дается вода и пар. Когда жир растопится, в мыловаренный котел из резервуара Г подается едкая щелочь.
По окончании варки, т. е. при наступлении полного омыления жира, подмыльные щелоки, содержащие глицерин (если это был нейтральный жир), спускают, а жидкое М. через запасный резервуар Е передастся либо в формы, либо в специальные плиточные холодильные машины Ж, где оно застывает в виде пластов. Затем пласты режутся на куски на резальной машине 3, проходят сушильное устройство И для удаления лишней влаги, окончательно прессуются, формируются и штампуются на автоматич. прессе К, откуда готовое М. поступает в упаковочное отделение. —Мыловаренные заводы обычно снабжены следующей аппаратурой и вспомогательными приспособлениями: 1) резервуары для хранения масел и жиров; 2) баки для растворения щелочи; 3) освинцованные баки для очистки жиров серной кислотой; 4) мыловаренные котлы; 5) ротационные и высасывающие насосы; 6) холодильные приспособления: а) разборные формы, б) плиточные машины типа фильтр-прессов; 7) резальные машины; 8) сушильные устройства; 9) автоматические прессы для штампования. — Все известные сорта М. можно разбить на следующие категории: 1) ядровые, 2) мраморные, иначе называемые полуядровыми или эшвегерскими, 3) клеевые, 4) М. холодной варки, 5) туалетные пилированные, 6) мягкие, калийные. Ядровое М. готовится из смеси твердых и жидких жиров и канифоли. Применяются пропорции смеси 65—75% животного сала или саломаса, 25—35% подсолнечного или хлопкового масла и 10—15% канифоли. Мраморное М., полуядровое или эшвегерское, получают при неполной отсолке поваренной солью мыльного раствора. При изготовлении клеевых М. клей, полученный омылением жиров без отсолки, заливается в холодильную машину, где застывает в однородную массу. Мыльный клей содержит от 25% до 50% канифоли от веса жира для пенистости и много глицерина. Производство туалетных М. осуществляется в 4 фазы. 1) Приготовление туалетной основы — высокосортного ядрового мыла. 2) Сушка основы. 3) Окрашивание и отдушивание высушенной и измельченной основы. 4) Пилирование или механическая обработка высушенной и окрашенной сухой мыльной стружки на вальцах и прессах. Нормальная туалетная основа должна содержать 62—63% жирных кислот, 0,1—0,2 свободной едкой щелочи и не более 0,3% поваренной соли. Мягкие калийные М. (зеленое М.) получают при омылении жидких растительных масел едким кали. Прозрачные М. получают растворением ядрового М. в малом количестве спирта и последующим охлаждением. Часто к прозрачным М. добавляется нек-рый процент глицерина (глицериновое мыло). Морские мыла приготовляются из кокосового масла. Мыльные порошки готовятся из чистого ядрового М. Под медицинскими М. подразумеваются обычно М., к которым примешаны различного рода лекарственные или дезинфицирующие средства, служащие при лечении кожных заболеваний (экзема, чесотка, сикоза) для растворения верхних слоев эпидермиса. Действие их усиливается добавлением крезола, формальдегида, танина, карболовой кислоты, буры, камфоры, β-нафтола, сульфоихтиолового аммония, древесного дегтя и др. Мероприятия по охране труда в СССР в мыловаренном производстве предусмотрены обязательным постановлением НКТ СССР от 21/XII 1924, № 474/186.
Физиологическое действие М. Помимо известного раздражающего действия, чувствительного для слизистых оболочек глаз и стягивающего кожу, М. представляют собой достаточно безвредные вещества. Однако в некоторых случаях они действуют на организм токсично. Принятые внутрь, они могут вызвать при достаточных концентрациях смерть. При частом применении М. для промывания кишечника и в качестве слабительного средства наблюдалось образование язв и кровотечение. Значение М. в народном хозяйстве и здравоохранении очень велико. Основное свое применение мыло находит в домашнем обиходе, в химич. технологии волокнистых веществ (подготовительные операции), в текстильной промышленности, на механических заводах, как стиральное, отбеливающее и смягчающее средство, в медицине и др.
Т. Кефели.