皂化反应(皂化反应实验步骤)
想要做一块好皂,要了解最基本的皂化反应,这样对于油与碱的比例、水分的拿捏、入模的时机跟温度的控制才能确实掌握,做皂就不容易失败。
首先皂化最基本的原理,就是油脂与碱水发生皂化反应,而形成脂肪酸盐的结晶与甘油,脂肪酸盐就是所谓的【皂】。在这反应中,油脂是酯类,何谓酯类?酯类是由有机酸及醇类反应而成:
比如说:有机酸+醇=酯+水(例如:乙酸+丙醇=乙酸丙酯+水)而油脂是由脂肪酸(有机酸)+甘油(丙三醇)组成的酯类。所谓的皂化反应,是指油脂和碱性溶液形成脂肪酸盐及甘油比如:油脂+NaOH=脂肪酸钠+甘油,这是一个放热反应。以17碳的脂肪酸为例结构式:(令R=C17H35C00)C17H35COONa即皂(也称皂碱或皂盐),C3H5(OH)3学名丙三醇,就是俗称的甘油。
酯类或者油脂的分子只带有亲油基,因此它不会溶于水,但与碱反应后,形成R-Na的结构。R-Na在水中会解离开,形成R-与Na+,R-中原先与Na+键结的官能基是亲水性的,而长链的烷是亲油性的。因此,R-一端会亲油一端会亲水,形成一种天然的表面活性剂。遇到脏污时,亲油端会包覆油污,将大团油污拆解成小团,再保覆小团油污,接着水一冲,水分子拉着亲水端一起跑,将皂分子连同亲油端吸附着的小团油污一起冲走。这就是皂能清洁皮肤的原理。
油脂酸败的原理化妆品中常含有油脂、蜡等成分,特别是油脂中的不饱和脂肪酸的不饱和键容易被氧化而发生变质,这种氧化变质成为酸败。就外在因素而言,空气中氧、水分、光、热、微生物及金属离子等均可促使氧化反应进行,而加速酸败。就内在因素而言,酸败的化学本质是由于油脂水解而产生有力的脂肪酸,其中不饱和脂肪酸的双键部分受到空气中氧的作用,发生加成反应、而生成过氧化物,此过氧化物继续分解或氧化,生成低级醛和羧酸。其过程如下:
氧化反应生成的过氧化物、醛和羧酸等会引起产品的颜色改变,释放出酸败的臭味,是产品的PH值降低等,而使产品质量下降,也会对皮肤产生刺激性,甚至引起炎症。因此在化妆品的生产、使用和储存过程中,应尽量避免油脂酸败现象的发生时非常重要的。影响油脂酸败因素很多,既有内在因素也有外在因素。
1.内在因素主要是油脂中的不饱和脂肪酸和不饱和碳碳双键,此部位是结构中的【弱点】,极容易被氧化而断键。分子结构内的不饱和键越多,就越容易被氧化。如果油脂中原来存在的不皂化物部分的天然抗氧化剂,如维生素E等,在精制过程中被除去,也会是氧化反应容易发生。另外,油脂中常存在能促进氧化作用的氧化物。 2.外在因素(1)氧(Oxide):是造成酸败的主要因素,在生产过程、化妆品的使用和储存过程中都可能接触空气中的氧。因此,氧化反应的发生是不可避免的。(2)热(Heat):热会加速脂肪酸的水解反应,提供了微生物的生长条件,可以加速酸败。因此,在低温条件下有利于减缓氧化酸败。(3)光(Light):可见光虽然并不能直接引起氧化作用,但其中某些波长的光对氧化有促进作用。所以,避免直接光照或用有颜色的包装容器可以消除不利波长光线的影响。(4)水分(Water):在油脂中存在水分,为微生物成长提供了必要条件,而它们产生的会引起油脂的水解,加速自动氧化反应,也会降低抗氧化剂如酚、胺等的活性。(5)金属离子(Metal ion):某些金属离子能使原有的或加入的抗氧化剂作用大大降低,还有的金属离子可能成为自动氧化反应的催化剂,加速氧化酸败。这些金属离子主要有铜、铅、锌、铝、铁、镍等。所以,制造化妆品的原料、设备和包装容器等尽量避免使用金属制品或含有金属离子。(6)微生物(Microorganism):微菌、油脂分解为脂肪酸和甘油,然后再进一步分解,加速油脂的酸败。这也是化妆品的原料、生产过程、使用和储存等要保持无菌条件的重要原因。
摘自公众号:爱做手工皂。大连啄木鸟工作室——***的手工皂和天然护肤品教学、研发、制作和销售机构,开设各级别课程,有创业和销售指导,承接定制,招收代理,百度搜:啄木鸟工作室。