都賀鑫 張宇梁 譚景軒 李廣博 魯宇凡 陳智昊
摘 要:本文重點(diǎn)對(duì)手工皂傳統(tǒng)的熱制法進(jìn)行了改進(jìn),并對(duì)冷制法進(jìn)行了一定程度的探究。通過(guò)手工皂的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的自主性與趣味性,激發(fā)自主創(chuàng)造的激情,增強(qiáng)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣,提高創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。
關(guān)鍵詞:手工皂;粘稠
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的逐漸提高,傳統(tǒng)皂類已經(jīng)無(wú)法完全滿足人們?nèi)粘I畹男枨?,手工皂?yīng)運(yùn)而生。目前來(lái)看,手工皂價(jià)格居高不下,其原因除了使用高檔油品、添加貴重香料之外,還有人工成本。降低人工成本,提高制作速度和品質(zhì)是值得研究的一個(gè)話題。
我們使用熱制法獲得粘稠狀皂基,并加入了色素溶液以測(cè)試其效果,具體方案如下:
實(shí)驗(yàn)器材:500mL燒杯,玻璃棒,溫度計(jì)(量程0~100℃),酒精燈,三角架,石棉網(wǎng),托盤天平,量筒。
實(shí)驗(yàn)用品:菜籽油,氫氧化鈉固體,蒸餾水,綠色素的丙酮溶液。
實(shí)驗(yàn)步驟:①稱取10g氫氧化鈉,加適量水配制成飽和溶液。②量取95mL菜籽油,加入盛有飽和NaOH溶液的燒杯中。③將燒杯置于墊有石棉網(wǎng)的三角架上加熱,控制溫度在80℃-90℃,用玻璃棒攪拌反應(yīng)40min。④待混合液變得粘稠且顏色較深時(shí),撤去酒精燈。自然冷卻后將皂液入模使其自然干燥。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:獲得茶色不透明的皂液,粘稠度較大。加入綠色素的丙酮溶液,攪拌均勻后獲得綠色的半成品,放置一周后得到產(chǎn)品。
反思與改進(jìn):①由于原料的限制,沒(méi)能在產(chǎn)品中添加更多物質(zhì)來(lái)測(cè)試其對(duì)手工皂性質(zhì)和功能的影響。②獲得的皂液還需要長(zhǎng)時(shí)間的晾曬才能獲得成熟的皂基,這與市場(chǎng)上的熱制法是一致的。
結(jié)論:①加熱到90℃之后反應(yīng)速度明顯快于40℃的熱制法工藝。②可以在獲得的皂液中加入不同物質(zhì),以得到不同功能的手工皂。
一、傳統(tǒng)手工皂熱制法的改進(jìn)
傳統(tǒng)手工皂一般選用植物油在40℃左右反應(yīng),時(shí)間較長(zhǎng)。所得到的產(chǎn)品需要放置1個(gè)月左右才可以成形。這樣制出的手工皂,由于植物油的不飽和度較高容易腐壞變質(zhì),產(chǎn)生難聞氣味,不能使用。
熱制法的改進(jìn)方法,主要有3個(gè)方面。
(1)換用飽和脂肪酸甘油酯或單一不飽和脂肪酸甘油酯。飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸相比,飽和脂肪酸的穩(wěn)定性較佳,比較不容易氧化,這些油脂包括有椰子油、棕櫚油等。而單一不飽和脂肪酸的穩(wěn)定性比多元不飽和脂肪酸更佳,因此在油脂的使用選擇上橄欖油、榛果油、茶油這類單一脂肪酸比例較高的油脂會(huì)更適合。
(2)適當(dāng)提高反應(yīng)溫度。適當(dāng)提高反應(yīng)溫度可以更快獲得皂基,再將皂基微熱融化再加工,會(huì)獲得更好的效果。為了使得反應(yīng)能夠較為安全,溫度控制在80℃~90℃即可,能夠在幾十分鐘之內(nèi)獲得半成品。
(3)小幅度提高NaOH的比例。根據(jù)油的不同,NaOH和油的比例也會(huì)不同,但平均來(lái)說(shuō)在1:8.5的質(zhì)量比。實(shí)際上,換用1:8左右的質(zhì)量比能夠使得反應(yīng)速度更快,且獲得皂品的pH能夠控制在弱堿性范圍內(nèi)??梢约尤氡醽?lái)中和殘余NaOH,同時(shí)有很好的防腐作用,抑制霉菌的生長(zhǎng)。
二、手工皂制作方法的改進(jìn)方法探究
制作手工皂除了熱制法之外還可以使用無(wú)水乙醇冷制。冷制的優(yōu)點(diǎn)在于免于加熱、便于操作,且能保持油品的有益成分不至于因?yàn)榧訜嵩獾狡茐?,缺點(diǎn)則是反應(yīng)速度慢,往往需要一個(gè)月左右的時(shí)間才能夠成型,而且需要使用無(wú)水乙醇,增加了成本。
冷制法的關(guān)鍵有三點(diǎn):
(1)由于NaOH在無(wú)水乙醇中的溶解度有限,所以往往需要減少NaOH的用量使用料最省,但要保證NaOH和油類能夠恰好反應(yīng)。一般來(lái)說(shuō),NaOH和油類的質(zhì)量比為1:8.7左右,根據(jù)不同的油,比例也有不同。
(2)先配置NaOH的乙醇溶液,再加入油。這樣可以防止NaOH溶解不完或者乙醇浪費(fèi)且降低溶液的濃度。油和乙醇基本可以混溶,所以不用考慮油的問(wèn)題。
(3)反應(yīng)體系要密閉。一般情況下手工皂可以直接成型,所以反應(yīng)容器可以直接選用模具。但要注意用保鮮膜等物品使得容器密閉,否則由于乙醇的揮發(fā),反應(yīng)還未完成,混合物就基本處于干態(tài),反應(yīng)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。
冷制法獲得的皂基由于里面還摻有部分無(wú)水乙醇,所以需要經(jīng)過(guò)1~2天的晾曬,以便獲得成型的皂基。
三、手工皂未來(lái)的發(fā)展方向
手工皂之所以能夠出類拔萃,遠(yuǎn)勝于工廠化生產(chǎn)的皂類,重點(diǎn)在于它的精細(xì)程度和工廠化不能比擬的制作工藝。未來(lái)手工皂的發(fā)展也是要重點(diǎn)突出它的優(yōu)勢(shì)。因此我們除了要摸索更加簡(jiǎn)便快捷、降低成本的制皂方式,還要發(fā)現(xiàn)更多的配方來(lái)豐富手工皂的用途,提高手工皂的市場(chǎng)地位。
對(duì)于中學(xué)生,手工皂本身是一項(xiàng)危險(xiǎn)性小,操作簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn),并且貼近生活,可以作為課外化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)良項(xiàng)目。同學(xué)們可以在制作手工皂的過(guò)程中培養(yǎng)對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,提高化學(xué)素養(yǎng),并收獲樂(lè)趣。
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(作者單位:湖北省十堰市東風(fēng)高中)