2019年1月9日 星期三

Health Related-55 談肥皂與清節劑的製作與品質

談肥皂與清節劑的製作與品質

吳家誠教授 於 台北市台灣師大
2019/01/08

肥皂與清潔劑的製作都屬於簡單的化學合成反應,肥皂是脂肪酸的鹽類,具有長的碳氫鏈,在鏈的尾端具有離子性的羧酸官能團,這官能團上離子性地結合了金屬離子,如鈉或鉀離子。長碳氫鏈具疏水性,羧酸與金屬離子具高親水性,這樣的雙重特性,使肥皂分子可與疏水的油污作用,並且輕易的溶解在水中,甚至形成包覆油污的微胞(micelles) ,然後更藉由水的溶劑特性與清洗作用,而達到除污的目的。

清潔劑的結構大致上與肥皂類似,通常屬於長鏈苯烷基磺酸鹽,也具有親水與疏水的兩端結構,清潔效果略不同,在於肥皂如果配合清洗時水質較硬(含鈣、鎂離子多的水)的時候,易在清洗的過程中產生沉澱,甚至沉澱於受清洗衣物的纖維內,在清洗水質無法配合的時候,顯得清潔效果不佳,而相對的清潔劑因爲磺酸鹽基結構的關係,則沒有這樣的現象。

肥皂的合成通常使用植物油或是動物性油脂,在受熱的情況下加入強鹼水溶液,進行鹼性水解 (hydrolysis),即所謂的皂化反應(saponification) ,然後加入氯化鈉或鉀等鹽類物質,形成長碳氫鏈的脂肪(羧)酸鹽,即肥皂的主成份。所以使用的植物油與動物性油脂的良劣,關係成品肥皂的品質,在過程中需要注意加熱的過程與時間,與加入的強鹼份量,與反應後殘餘鹼的中和,避免成品肥皂的鹼性過強,也要設法去除合成反應中的副產物甘油(丙三醇)。這些都需要在事前經過仔細的計算,與反應過程中,執行一致性與良好重複性的測試及掌控。

現在消費者頗在意肥皂本身的顏色與香味,因此,在製造過程中所加入的色素與香料,也關係者肥皂本身的品質與安全。產量大的工業製造商如果能夠使用各項良好安全的原料,通常也較容易掌控製造過程中的化學計量、反應時間與酸鹼值的控制。產量小的製造者製作批次多時,在每批次間生產中,當然也需要考量原料價格,以取得良好的原料,批次多時,更需要多次的進行重複的管控合成反應、進行成品與半成品測試,以掌握產品品質,為了求良好品質的一致性維持,需要更仔細有耐心的為之。

肥皂與清潔劑的製造屬於簡單的化學反應,幾乎略有化學知識者均能為之,所以目前市面上的肥皂來自大小製造商均有,甚至有些號稱是家庭手工製造,其實這些產品的品質關鍵在於能否使用優質的原料、有效掌控合成反應的計量與過程、使用安全無雜質的鹼性物質、反應後去除不必要的強鹼性、不添加危險的色素與香料,決不在於「自我宣稱的廣告辭彙」,而消費者也唯有從產品標示與使用時簡單的酸鹼測試上,配合對實際製造過程的了解,方可略知產品之優劣。