Мыло. Как оно работает
Объяснение непрофессионала: мыло это моющее средство, которое в сочетании с водой используется для очищения кожи или материалов. Молекулы мыла охотно «объединяются» с неполярными молекулами (жир) и полярными (вода). И хотя жир и масло, наряду с частицами пыли и грязи, легко присоединяются к коже или материалам, например, тканям, загрязняя их, в обычном нашем понимании, мыло выступает как рычаг, способный оторвать их от поверхности. На загрязненной поверхности мыло удерживает частицы в подвешенном состоянии так, что потом они легко смываются водой. Таким образом, благодаря своим обволакивающим качествам частицы мыла приводят к образованию эмульсии различных загрязняющих веществ, тем самым препятствуя их повторному осаждению на поверхности и удерживая нерастворимые частицы в состоянии суспензии, которые могут быть легко удалены.
Более научное объяснение: молекула моющего средства, в нашем случае, мыла, выглядит примерно как змейка с гидрофобным хвостом (растворимым в жире) и гидрофильной головой (растворимой в воде). Обладая таким строением молекул, мыло оказывается превосходным эмульгатором и диспергентом для систем жир-вода. Погружаясь хвостами в каплю жира и обращаясь головой к воде, молекулы моющего средства делают жир «растворимым», образуя системы-капли, именуемые мицеллами. Жир в мицеллах жестко связан и уже не обладает обычными свойствами, определяемыми нами на ощупь (ощущение жирного скольжения). Именно на образовании мицелл основан яркий эффект исчезновения масляной пленки с поверхности воды при добавлении минимального количества мыла или моющего средства. Обладая способностью к образованию мицелл, растворы моющих средств, кроме того, снижая поверхностное натяжение раствора, делают воду «более жидкой» (смачивающей), заставляя ее проникать во всевозможные труднодоступные места - между волокнами тканей, в микрополости и т.п. Кстати, нагревание воды приводит к похожему эффекту, так как одним из последствий нагревания является снижение ее поверхностного натяжения. Поэтому вы можете помыть посуду горячей водой и без моющих средств, но это вряд ли понравится Вашей коже.
В результате теплового молекулярного движения мицеллы не могут иметь значительного размера: большие капли просто разрываются на части, а освободившаяся при разрыве поверхность дочерних капель тут же заполняется новыми молекулами моющего средства. Если количество мыла в растворе достаточно, то его хватает до тех пор, пока мицеллы не примут характерного при данной температуре размера. Укрупнение и слияние мицелл при любой температуре произойти не может: поверхность их выстлана гидрофильными частями молекул мыла, имеющими отрицательный (чаще) заряд. Одноименно заряженные поверхности соседних мицелл, поэтому отталкиваются. Первым признаком достаточности мыла или моющего средства служит пена. Ее наличие на поверхности воды говорит о том, что в растворе существуют не связанные в мицеллы молекулы моющего средства, так как связанные не обладают способностью образовывать пену.
Из чего оно сделано?
Простыми словами, не расписывая химических реакций, мыло это высшие карбоновые соли жирных кислот, натриевые или калиевые.
Что такое соль, не в гастрономическом, а в химическом понимании? Многие соли - это продукт реакции щелочи и кислоты. И те и другие окружают нас повсеместно. Кислоты можно найти и в заправке для салата, и в аккумуляторе автомобиля. Щелочи, традиционно использующиеся в очистителях труб, также не новинка. Жирные кислоты - это то, о чем мы привыкли слышать в отношении масел и жиров, которые потребляем. Все эти субстанции встречаются в природе в неизменном виде, тем не менее мыла в природе не найдешь, но его можно получить очень несложным способом, через процесс омыления. Омыление происходит тогда, когда жирные кислоты «встречаются» со щелочами. Когда масла и жиры смешиваются с щелочью, последняя расщепляет масла и жиры на две составляющие: жирные кислоты и глицерин, после чего натриевая или калиевая части щелочи «объединяются» с жирными кислотами и образуют натриевую/калиевую соль жирных кислот, то есть мыло. Побочным продуктом этой реакции является глицерин, который издревле извлекался в процессе мыловарения для дальнейшего использования в других областях человеческой деятельности, поскольку представлял собой весьма ценный и дорогой продукт. При традиционном способе мыловарения, каким делается натуральное мыло, изъятие глицерина невозможно, поэтому весь он остается в мыле, делая последнее нежным для кожи. И глицерина в натуральном мыле на самом деле больше, чем в том, что мы привыкли называть глицериновым.
Современное мыло.
Мыло, производимое сегодня промышленным способом, имеет мало общего со своим прародителем, ибо делается в основном на синтетических поверхностно-активных веществах - прозаичных пасынках настоящего мыла, полученных, как и маргарин, в годы военных лихолетий, когда натуральные масла были в дефиците. Кстати, в США до сих пор действует закон, не разрешающий называть мылом то, что производится не в процессе омыления. Именно поэтому, известное мыло Dove по-английски называется beauty bar - плитка красоты, а не мыло. И именно поэтому мы, как правило, имеем дело не с мылом, а с детергентами (detergents) синтетическими моющими средствами.
Способы производства мыла
Традиционный способ
(часто еще называемый холодным из-за относительно невысоких температур, при которых происходит омыления) подразумевает смешивание масел с раствором щелочи, полученной из древесной золы или химической, до процесса омыления. Именно этим способом получают мыло в Иране, Сирии, Турции в других странах, где есть семьи, из поколения в поколение передающие рецепты традиционного мыла. При всей своей примитивности, способ этот весьма хлопотный: ингредиенты должны быть отборными и качественными, вода - чистой, не обременной солями металлов, а расчет точным, именно тогда в мыле не будут присутствовать «царапающие» кожу нерастворимые соли, и не остается лишней щелочи. К тому же самому мылу требуется как минимум месяц выдержки для нейтрализации ее остатков. Используют для производства мыла натуральные растительные масла: оливковое, пальмовые и кокосовые масла, масло какао, карите (ши), касторовое масло, масло сладкого миндаля, жожоба, авокадо, льна, подсолнечника и многие другие. Кстати, натуральное мыло не любит синтетических отдушек, поэтому принято употреблять эфирные масла, травы и отвары для добавления в мыло и улучшения его очищающих и терапевтических свойств. Результат: мыло с нежной кремообразной пеной, неповторимым ароматом, увлажняющее и не раздражающее кожу, мыло, сохраняющее полезные свойства масел, в него входящих.
Горячий способ получения мыла.
С ростом спроса на мыло и расширением спектра, люди перестали довольствоваться традиционным способом получения этого продукта и модернизировали его. Теперь масла стали разогревать в больших чанах, как правило, паром, вводя раствор щелочи без каких-либо то ни было калькуляций, но при этом добавляя соль, которая опускала на дно щелочь и поднимала мыло, или ядро, которое затем высушивалось и измельчалось. Такое мыло еще имело название «ядрового». Уже после этого мыльная стружка вновь смешивалась с другими ингредиентами: масла, отдушки, глицерин, нарезалось и прессовалось в привычные нам овалы и формы. Такой способ требует дополнительного и весьма дорогого оборудования, как на этапе варки, так и на этапе смешивания и прессования.
Современный способ
Сегодня уже практически никто не делает мыло полным циклом, предпочитая покупать мыльную стружку у химических компаний. А вот уже качество и натуральность этой стружки, а затем и мыла, зависит от ее составляющих. Есть компании до сих пор отдающее предпочтение натуральности, но они, как правило, не выпускают массовый продукт, работая в узкой сегменте. Подавляющее большинство использует стружку на натуральной основе в сочетании с ПАВами или исключительно синтетические продукты: ПАВы и пластифицирующие добавки для производства «чистящих брусочков» или синдетов (syndet).