Les savons et les détergents ne sont pas de simples liquides qui forment de la mousse. Ce sont des outils chimiques conçus pour éliminer la saleté, l’huile et la crasse des surfaces. Pensez à la peau, aux vêtements et à d’autres objets solides. Lorsque ces substances se dissolvent dans l’eau, elles rompent le lien entre la tache et la surface. C’est pourquoi ils fonctionnent si bien pour le lavage des mains ou la lessive.
Mais l’eau et le savon ne sont pas toujours disponibles. Peut-être que vous marchez dehors. Peut-être que vous ne trouvez pas d’évier. Un désinfectant pour les mains peut être utile dans ce cas. Ils se présentent sous forme de gel, de mousse ou de liquide. Recommandé lorsque le nettoyage à l’eau et au savon n’est pas possible.
Il y a une autre raison de les utiliser. Le lavage répété des mains peut endommager la peau. Il élimine les huiles naturelles. Cela peut provoquer des écailles et des fissures. La couche protectrice de la peau est compromise. Les désinfectants offrent un moyen de nettoyer sans cette usure. Ils protègent l’intégrité de la peau et tuent les bactéries.
Le choix entre du savon et du désinfectant n’est pas seulement une question de commodité. Tout est question d’équilibre. Il doit être maintenu propre et sans endommager la couche protectrice de la peau. Il est important de comprendre cette différence. Cela affecte la façon dont nous maintenons notre santé dans notre vie quotidienne.
Les désinfectants sont importants pour l’hygiène lorsque l’eau et le savon ne sont pas disponibles.
Il ne s’agit pas seulement de nettoyer. Tout est question d’entretien. Votre peau est votre première ligne de défense. Il est important que cela continue ainsi. Il en va de même pour l’élimination des agents pathogènes cachés dans la saleté. Le savon et le désinfectant remplissent tous deux ce double objectif. Ils nous protègent. Ils nous permettent de continuer.
Cependant, la science derrière cela est complexe. Comment ces molécules piègent-elles réellement l’huile ? Pourquoi certains désinfectants provoquent-ils des irritations tandis que d’autres apaisent ? La réponse réside dans la chimie. Mais le résultat est simple. Nous restons plus propres. Nous restons en meilleure santé.
Le débat entre le nettoyage traditionnel et les alternatives modernes se poursuit. Lequel est le meilleur ? Cela dépend de la situation. Cela dépend de votre type de peau. Cela dépend où vous êtes. Mais une chose est claire. Les deux sont nécessaires dans nos vies. Ils résolvent différents problèmes. Ils se complètent.
Au fur et à mesure que nous progressons, de nouvelles formulations émergent. Meilleur détergent. Un désinfectant plus doux. L’objectif reste le même. Débarrassez-vous du mal et ne nuisez pas au bien. Nettoie les défenses naturelles de la peau sans les mettre en danger.
La véritable réaction chimique derrière le nettoyage des surfaces
Il semble que la saleté soit facile à essuyer. Ce n’est pas vrai. Derrière cette action simple se cache une bataille chaotique de physique et de chimie aux enjeux élevés. Il ne s’agit pas seulement de déplacer la terre. Il manipule la tension superficielle, rompt les liaisons moléculaires et suspend les impuretés dans l’eau. Si ce processus échoue, la tache réapparaîtra.
Abaisser les barrières
Vous devez d’abord entrer. L’eau pure perle. Ils repoussent les tissus et la peau car les molécules s’aiment plus que la surface que vous essayez de nettoyer. Les détergents peuvent résoudre ce problème. Ce sont des tensioactifs qui abaissent la tension superficielle de l’eau.
De cette façon, la solution nettoyante mouille immédiatement la surface. Dans les produits textiles, la solution est enfoncée profondément dans la structure des fibres. Sans cette étape de mouillage, le reste du processus éclabousse.
La couche d’interface
Une fois mouillées, les molécules de détergent s’accumulent à l’interface. Plus précisément, ils forment des couches entre l’eau et le sol ainsi qu’entre l’eau et la surface cible. L’utilisation de tensioactifs ioniques rend la couche électriquement polaire. Cette polarisation est la clé. Il modifie la façon dont la saleté interagit avec l’eau, lui permettant ainsi de se détacher plus facilement des tissus et de la peau.
Agitation et température
La saleté est difficile à enlever. Il faut le forcer à sortir. L’agitation mécanique peut aider. Les températures élevées aident. Lors du lavage des mains, vos mains fournissent l’énergie qui crée de la mousse et emprisonne la saleté. La saleté se répand dans l’eau de lavage et se détache des fibres.
Cependant, les taches à base d’huile se comportent différemment comme de la poussière sèche. La plupart des saletés tenaces adhèrent à la surface grâce à une fine couche de graisse. Ce film d’huile doit être remplacé par une solution détergente. Lorsque le détergent agit, l’huile se décompose en petites gouttelettes. Ces gouttelettes sont emportées par l’eau de lavage.
Le problème des protéines
Toutes les taches ne sont pas égales. Les protéines comme le sang, le lait et les œufs sont un cauchemar pour les détergents standards. Ils sont insolubles dans l’eau. Ils se lient étroitement aux fibres et forment une barrière qui empêche le détergent de pénétrer. Les tensioactifs ordinaires échouent souvent ici.
La solution est constituée d’enzymes protéolytiques. Ces outils biologiques décomposent la structure des protéines et les rendent solubles dans l’eau ou au moins perméables. Une fois la barrière protéique disparue, le détergent peut faire son travail. La saleté se disperse avec les résidus huileux.
Cependant, il existe des inconvénients. Les personnes régulièrement exposées à ces enzymes peuvent être exposées à des risques toxiques. Les irritations cutanées sont courantes. C’est un compromis pour une chemise propre et des mains saines.
Garder la saleté en suspension
Pourquoi est-il si difficile de s’y tenir ? Lorsque les gouttelettes d’huile et les particules de saleté s’agglutinent, elles peuvent devenir lourdes. Ils floculent. Ils fusionnent en gros agrégats et se redéposent sur des surfaces propres. C’est comme ça qu’on obtient des vêtements gris.
Les détergents empêchent cela en gardant la saleté stable et bien dispersée. Ceci est généralement réalisé grâce à des colloïdes protecteurs et des additifs spéciaux. Dans les textiles, les petites particules défloculées traversent plus facilement les interstices du matériau que les gros morceaux. La fonction du détergent dans le maintien de cette dispersion est de maintenir la saleté en suspension dans l’eau jusqu’à ce qu’elle soit éliminée par lavage.
Sans cette stabilité, vous ne faites que mélanger la saleté en boue qui finira par se retrouver dans tout ce que vous essayez de nettoyer.
La chimie fonctionne jusqu’à ce que ce ne soit plus le cas. L’eau dure peut interférer avec l’action des tensioactifs ioniques. L’eau froide ralentit la dégradation enzymatique. Certaines taches, comme les tanins du vin et du café, résistent même aux attaques chimiques les plus puissantes. Nous nettoyons, mais nous n’éliminons jamais la complexité. La saleté attend toujours de revenir.
Il est facile de tenir la propreté pour acquise, mais la science derrière un pain de savon ou une bouteille de détergent liquide est étonnamment complexe. Pour fonctionner comme agents tensioactifs, ces produits de nettoyage s’appuient sur une architecture moléculaire bien spécifique. Chaque molécule est essentiellement une créature à double nature. Il a besoin d’une partie hydrophobe qui déteste l’eau, comme un groupe carboné à longue chaîne présent dans les acides gras ou les alkylbenzènes. Cette pièce s’accroche à la graisse et à la saleté.
Ensuite il y a la partie hydrophile. C’est le côté hydrophile, soluble dans l’eau. Il peut s’agir d’un groupe carboxyle comme « -COONa » ou d’un groupe sulfo tel que « -OSO3Na ». Les détergents synthétiques non ioniques utilisent souvent une longue chaîne d’oxyde d’éthylène à cette fin. La magie se produit lorsque la queue hydrophobe s’enfonce dans le sol ou les fibres, tandis que la tête hydrophile reste dans l’eau. La saleté est enlevée.
Les quatre types d’agents tensioactifs
Tous les détergents ne sont pas égaux. Les chimistes les classent en quatre groupes distincts en fonction de leur comportement dans l’eau.
- Détergents anioniques : Ce sont les plus courants. Le savon a sa place ici, avec la majorité des détergents synthétiques modernes. En solution, ils produisent des ions colloïdaux électriquement négatifs.
- Détergents cationiques : Ceux-ci font le contraire. Ils créent des ions électriquement positifs en solution.
- Détergents non ioniques : Ceux-ci ne se rechargent pas du tout. Ils produisent des particules colloïdales électriquement neutres.
- Détergents ampholytiques (ou amphotères) : Ce sont les caméléons. Selon le pH de la solution, ils peuvent agir comme agents anioniques ou cationiques.
Techniquement, le savon a été le premier détergent jamais découvert. Au sens chimique strict, tout composé formé par la réaction d’un acide gras insoluble dans l’eau avec une base organique ou un métal alcalin est considéré comme un savon. Cependant, l’industrie du savon commercial se concentre presque entièrement sur les savons hydrosolubles résultant de l’interaction entre les acides gras et les métaux alcalins. Il y a bien sûr des exceptions. Les sels d’acides gras avec l’ammoniaque ou la triéthanolamine sont utilisés dans les préparations à raser, où la texture compte tout autant que le pouvoir nettoyant.
Les origines anciennes du nettoyage
Le savon n’est pas nouveau. Les humains le savent depuis au moins 2 300 ans. Pline l’Ancien a rapporté que les Phéniciens préparaient du savon à partir de suif de chèvre et de cendre de bois dès 600 avant notre ère. Ils l’échangeaient même comme marchandise avec les Gaulois. Il est devenu largement connu dans tout l’Empire romain, bien que les historiens se demandent encore si les Romains ont appris sa fabrication auprès des anciens peuples méditerranéens ou des Celtes de Britannia.
Les Celtes fabriquaient leur savon à partir de graisses animales et de cendres végétales, l’appelant saipo. Ce mot est la racine de notre terme moderne. Mais pendant longtemps, personne n’a réalisé sa valeur en tant qu’agent de nettoyage. Ce n’est qu’au IIe siècle de notre ère que les choses ont changé. Le médecin grec Galen a commencé à mentionner le savon comme un médicament et un moyen de nettoyer le corps. Avant cela, il était principalement utilisé comme médicament. Au VIIIe siècle, l’érudit arabe Jābir ibn Hayyān (connu en Occident sous le nom de Geber) citait à plusieurs reprises le savon comme agent nettoyant dans ses écrits.
La production européenne et les guerres fiscales
En Europe, le centre de production de savon s’est déplacé comme une marée. Cela a commencé à Marseille, puis à Gênes et enfin à Venise. Entre-temps, en Allemagne, la substance était si nouvelle qu’une boîte de savon offerte à la duchesse de Juelich en 1549 fit véritablement sensation. Avance rapide jusqu’en 1672, et un Allemand nommé A. Leo a envoyé un colis de savon italien à Lady von Schleinitz. Il devait inclure un manuel d’instructions détaillé sur la façon d’utiliser le mystérieux produit.
La scène anglaise de la fabrication du savon a émergé à la fin du XIIe siècle à Bristol. Aux XIIIe et XIVe siècles, une petite communauté de savonniers s’était installée près de Cheapside à Londres. Mais il y avait un piège. Ils devaient payer des droits sur chaque barre qu’ils produisaient. Après les guerres napoléoniennes, cet impôt atteignit trois pence par livre. L’application était draconienne. Les marmites à savon étaient équipées de couvercles que le percepteur pouvait verrouiller chaque nuit pour empêcher les producteurs de travailler dans l’obscurité.
Ce n’est qu’en 1853 que cet impôt oppressif fut finalement aboli. L’État a perdu plus de 1 000 000 £ de revenus pour y parvenir. Mais le résultat était clair. Le savon est devenu d’usage courant au XIXe siècle. Le chimiste allemand Justus von Liebig est allé jusqu’à déclarer que la quantité de savon consommée par une nation était une mesure précise de sa richesse et de sa civilisation.
La chimie de la saponification précoce
Comment ont-ils réussi à y parvenir il y a tous ces siècles ? Les premiers savonniers n’utilisaient probablement que des cendres et des graisses animales. Le processus était simple mais lent. Ils ont dispersé de simples cendres de bois ou de plantes, qui contenaient du carbonate de potassium, dans l’eau. Ensuite, ils ont ajouté de la graisse.
Le mélange a été bouilli. Au fur et à mesure que l’eau s’évaporait, d’autres cendres étaient ajoutées à plusieurs reprises. Au cours de ce processus de chauffage, une lente décomposition chimique de la graisse neutre s’est produite. Les acides gras libérés par cette division ont ensuite réagi avec les carbonates alcalins des cendres végétales. Cette réaction est appelée saponification. Il transformait la graisse brute et la lessive en quelque chose qui pouvait enlever la saleté des tissus et de la peau. Ce n’était pas grand-chose, mais c’était le fondement de l’hygiène moderne.
L’histoire du savon commence par une réalité brouillonne et grasse. Les Celtes n’avaient pas de chimie moderne. Ils contenaient des graisses animales riches en acides gras libres. Ces acides agissent comme des catalyseurs naturels et déclenchent des réactions. C’est une méthode rudimentaire, mais elle fonctionne. Cette méthode est restée incontournable jusqu’à la fin du Moyen Âge. C’est là que la chaux éteinte entre en jeu. Il caustifie les carbonates de métaux alcalins et permet aux graisses chimiquement neutres de réagir avec la lessive. Soudainement, la fabrication du savon est passée d’un métier artisanal à une industrie émergente.
Deux changements majeurs ont motivé cette industrialisation. Le premier procédé Leblanc est apparu vers 1790. Il extrayait du carbonate de sodium de l’eau salée et produisait un alcali stable et peu coûteux. Deuxièmement, le chimiste français Michel Eugène Chevreul a changé notre compréhension de la chimie elle-même. En 1823, il démontre que la saponification n’est pas qu’un simple mélange. c’était une scission chimique spécifique. Les graisses se décomposent en sels alcalins d’acides gras (savons) et de glycérol. Savoir exactement ce qui se passe permettait d’être précis.
À la fin du 19e siècle, les méthodes se sont encore mécanisées avec l’ébullition à vapeur ouverte. Le savon n’est plus seulement un article ménager. C’est un produit industriel.
Montée des premiers détergents synthétiques
L’industrie a débuté au milieu des années 1800 et l’huile rouge de dinde (une huile de ricin sulfatée encore utilisée dans les textiles et le cuir) a été considérée comme le premier détergent synthétique. Cependant, ceux-ci ne conviennent pas à un usage domestique général. Ce sont des outils industriels.
Les premiers détergents synthétiques destinés au grand public sont apparus pendant la Première Guerre mondiale. L’Allemagne produisait des détergents synthétiques par nécessité. La graisse était nécessaire pour fabriquer des explosifs et autres matériels de guerre. Le savon a dû être remplacé. La solution était du sulfonate d’alkylnaphtalène à chaîne courte. Les fabricants ont couplé du propyle ou du butanol avec du naphtalène pour sulfoner le mélange. Le résultat a été baptisé Nekal.
Necker est un nettoyeur médiocre. C’est cependant un excellent agent mouillant. Même s’il ne remplace pas le savon de ménage, il crée une niche permanente dans l’industrie textile. Aujourd’hui, ces produits chimiques sont encore utilisés en grande quantité dans l’industrie.
Les années 1920 et le début des années 1930 ont apporté des améliorations moléculaires. Les chercheurs ont commencé à sulfoner les alcools à longue chaîne. Ceux-ci sont vendus sous forme de sels de sodium neutralisés. Le sulfate de sodium est utilisé comme charge peu coûteuse. Au début des années 1930, les alkylarylsulfonates à longue chaîne sont devenus disponibles sur le marché américain. Ces molécules sont caractérisées par des cycles benzéniques et des chaînes latérales alkyles dérivées de fractions kérosène. Comme leurs cousins sulfates d’alcool, ils sont étirés de sulfates de sels de sodium.
Aucun des deux groupes n’a conquis le marché d’emblée. Ce sont des produits de nettoyage, mais ils ne sont pas encore indispensables. Puis la Seconde Guerre mondiale a changé la dynamique. À la fin de la guerre, les alkylarylsulfonates avaient écrasé les sulfates d’alcool dans les ventes de produits de nettoyage généraux. Les sulfates d’alcool se sont retirés, mais ils ont trouvé un nouveau foyer. Ces produits sont devenus la base des shampoings et des lessives haut de gamme.
Historiquement, les détergents synthétiques ont été créés comme alternative aux savons gras. Ils évoluent vers quelque chose de plus sophistiqué.
Pourquoi les synthétiques battent le savon
Les avantages s’étendent au-delà de la chaîne d’approvisionnement. C’est de la chimie. Le savon a un défaut fatal : l’eau dure.
Lorsque le savon entre en contact avec du calcium et d’autres sels métalliques présents dans l’eau dure, il réagit. Un précipité se forme. Ce précipité est de l’écume. Vous le voyez comme un anneau dans la baignoire. Apparaît sous forme de résidu blanc sur la verrerie. Cela ressemble à un caillé collant trouvé dans l’eau de rinçage du linge.
Vous le ressentez aussi. Vos cheveux paraissent ternes, sans éclat après le shampooing ? Il s’agit d’un complexe d’écume de savon. Que dois-je faire si mes vêtements présentent des taches jaunes après le repassage ? Encore de la merde. Utilisez-vous beaucoup de savon ? Déchets créés lorsque les sels métalliques sont neutralisés avant que leur pouvoir nettoyant ne soit utilisé.
Les détergents synthétiques ne souffrent pas de ce défaut. Ils ne sont pas affectés de manière significative par les sels métalliques et les acides. Ceux-ci peuvent réagir chimiquement, mais les composés résultants restent solubles ou dispersés colloïdalement. Ils ne s’agglutinent pas. Ils ne salissent pas.
Lorsqu’on ajoute à cela la solubilité dans l’eau froide et la flexibilité de formulation, on obtient un produit qui peut rapidement remplacer les savons traditionnels dans de nombreuses applications.
Comment fonctionne la fabrication du savon
La réaction fondamentale reste la même. Les alcalis caustiques chauds, généralement l’hydroxyde de sodium (soude caustique), attaquent les graisses et les huiles naturelles telles que le suif et les huiles végétales. En conséquence, des sels de sodium d’acides gras (savon) et de glycérine se forment. Cette réaction de saponification est à la base de toute fabrication de savon traditionnelle.
Lorsque les fabricants utilisent des acides gras produits industriellement au lieu de graisses naturelles, les propriétés chimiques changent légèrement. Réagit avec la soude caustique pour former de l’eau et du savon. Aucun sous-produit de glycérol.
Matières premières et additifs
Les graisses et les bases ne sont pas négociables. Tout le reste est facultatif. Ajustez les performances en ajoutant des azurants optiques, des adoucisseurs d’eau et des abrasifs. Transformez les produits de nettoyage de base en produits spéciaux.
Le rôle de l’alcali
L’hydroxyde de sodium est utilisé dans la fabrication de la plupart des savons. Mais l’hydroxyde de potassium (potassium basique) joue également un rôle. Le savon de potassium se dissout facilement dans l’eau. La forme condensée est appelée savon mou.
Le savon doux est devenu moins important. Il est encore vendu sous forme liquide et est souvent mélangé à du savon de sodium. Ils sont utilisés dans les produits de rasage et dans l’industrie textile, où leur solubilité constitue un avantage.
Fabricant de savon à lessive
Le savon à lessive n’est rarement que du savon. La plupart contiennent des adjuvants alcalins. Ces substances augmentent le pouvoir nettoyant. Les plus courants sont le silicate de sodium (verre soluble), le carbonate de sodium (soude), le perborate de sodium et divers phosphates. Ceux-ci résolvent le problème de l’eau dure causée par le savon et maintiennent le détergent actif.
Le mélange de graisses qui définit votre savon
La chimie n’est pas la seule épine dorsale des barres et des poudres. C’est ce que vous y mettez. Les fabricants de savons utilisent différentes matières premières. Il existe également des graisses animales, des huiles végétales, des acides gras à chaîne droite et même des sous-produits de l’industrie papetière, comme la résine et le tallöl. Mais toutes les graisses ne sont pas égales. La graisse que vous choisissez détermine le comportement de votre savon sur votre peau et dans l’eau.
En fonction de leurs offres, ils peuvent être divisés en quatre camps différents.
Graisses dures pour une mousse lente et crémeuse
Tallow est le champion des poids lourds ici. Il s’agit du facteur le plus important dans la production de graisses dures à mousse lente. Parmi les autres acteurs de cette catégorie figurent les graisses de déchets, les huiles marines et végétales hydrogénées à haut point de fusion et l’huile de palme.
À quoi servent-ils exactement ? Les savons qu’ils fabriquent ne moussent pas bien à l’eau froide. Les bulles ont besoin de chaleur pour fonctionner. Cependant, une fois utilisé, il est doux pour la peau et nettoie efficacement. Doux mais puissant, ce groupe est un leader de l’industrie internationale du savon.
Graisses dures pour des bulles rapides
Ensuite, vous voyez le revers de la médaille. Huile de coco, huile de palmiste, huile de babassu. Ce sont des graisses dures, mais elles se comportent différemment. Il produit un savon qui mousse rapidement.
Il y a des raisons techniques à cela. Ces graisses sont moins sensibles aux électrolytes comme le sel. C’est important. Cela en fait le choix numéro un pour les savons marins qui doivent mousser même dans l’eau de mer. L’huile de palmiste est obtenue à partir du noyau interne du fruit, tandis que l’huile de palme dans la partie précédente est obtenue à partir de la partie externe du fruit. Ne confondez pas les deux. L’huile de coco constitue le pilier de la deuxième catégorie la plus importante.
Les huiles douces et le risque de rancissement
L’huile d’olive, l’huile de soja et l’huile d’arachide appartiennent à la troisième catégorie. Produit du savon à la texture douce. Il contient de l’huile de lin et de l’huile de baleine ainsi que des huiles semi-siccatives et siccatives.
Il y a un piège. Ceux-ci changeront lorsqu’ils seront exposés à l’air, à la lumière ou simplement à de mauvaises conditions de stockage. Le savon fini peut rancir ou se décolorer. Il y a un compromis : la texture est plus douce, mais la durée de conservation est plus courte et la sensibilité à l’environnement est plus élevée.
Résine et tallöl
La résine et le tallöl forment leur propre groupe. La résine est une résine obtenue comme sous-produit dans la production de pâte de bois chimique. Il est utilisé dans les savons à lessive bon marché, dans certains savons de bain et dans divers produits industriels spéciaux. Du tallöl ? C’est l’ingrédient principal du savon liquide.
Pourquoi vos vêtements paraissent plus blancs (ce n’est pas magique)
Aujourd’hui, presque tous les détergents à lessive contiennent des azurants optiques. Ils agissent en se fixant aux fibres de la solution et y restent même après rinçage. Ils convertissent la lumière ultraviolette invisible en lumière visible du côté bleu du spectre.
résultat? Les fibres réfléchissent davantage la lumière visible. Ça a l’air brillant. La lumière réfléchie supplémentaire est violet bleuâtre, ce qui neutralise tout jaunissement du tissu. Le jaune et le bleu se complètent bien, rendant l’objet plus lumineux et sensiblement plus blanc.
Les processus chimiques sont complexes. De nombreuses formulations sont des secrets commerciaux.
À ne pas confondre avec le bleuissement du linge à l’ancienne. Les méthodes plus anciennes utilisaient des colorants bleus ou des pigments adsorbés sur les fibres. Ce pigment bleu absorbe la lumière jaune et reflète une couleur bleue plus riche. Cependant, cela signifie également que le tissu absorbe une partie de la lumière entrante. Il réfléchit moins de lumière qu’il n’en reçoit. Le résultat est plus blanc, mais pas plus brillant. Les azurants optiques peuvent en fait augmenter le rendement lumineux.
Tenir à l’écart de l’eau dure
La qualité de l’eau change tout. L’eau dure contient du calcium et du magnésium, qui nuisent au nettoyage. Entrez l’agent séquestrant ou chélateur.
L’EDTA (acide éthylènediaminetétraacétique) ou son sel de sodium sont ici les moyens standards pour former des complexes moléculaires. Ce processus, appelé chélation, piège les ions calcium. Il ne fonctionne plus de manière ionique. Le calcium et le magnésium sont inactivés dans l’eau dure. L’eau s’adoucit efficacement. L’EDTA peut également éliminer d’autres ions métalliques, ce qui en fait un outil polyvalent dans les mélanges de formulations.
Pouvoir de récurage
Parfois, il faut du courage. Les minéraux insolubles dans l’eau sont réduits en poudre et ajoutés aux savons et aux détergents synthétiques. Pensez au talc, à la terre de diatomées, à la silice, au marbre, aux cendres volcaniques (pierre ponce), à la craie, au feldspath, au quartz et au sable.
Des abrasifs organiques sont également disponibles. La sciure de bois en est un exemple. Ceux-ci augmentent l’effet mécanique d’élimination des taches tenaces.
Comment tout s’assemble
La production du produit final nécessite différentes techniques, dont la plupart nécessitent de la chaleur. Le processus peut être effectué en continu, par pompage à travers le matériau ou par lots. Les méthodes varient en fonction de l’échelle, des matériaux et du résultat final souhaité. La réaction chimique est fixe. La mise en œuvre est le lieu où la fabrication a lieu.
Une méthode de cuisson à l’ancienne
Même si le processus de cuisson est souvent négligé, les petits et moyens producteurs en dépendent encore. Pourquoi? savon pur – Produit une base raffinée sans glycérine essentielle à la fabrication de savons, flocons, perles et poudres. Cette méthode ancienne mais efficace repose sur une série d’étapes appelées « changements » dans la bouilloire (ou pot au Royaume-Uni).
Tout d’abord, ajoutez la graisse fondue dans la casserole. Ajoutez progressivement la solution de soude caustique. Vient ensuite la chaleur. La vapeur ouverte provenant du serpentin perforé fait bouillir la substance. La réaction de saponification commence. Lorsque la soude caustique réagit avec la graisse, le mélange s’épaissit et s’émulsionne. Le savon et la glycérine sont produits ensemble dans cette bouillie.
Ensuite, vous devez séparer la glycérine. Ajoutez de l’eau salée. La substance « se relargue » et se sépare en deux couches distinctes. La couche supérieure est une masse de savon caillé et impure. La couche inférieure est une solution saline contenant du glycérol. Cela fonctionne parce que le savon ne se dissout pas dans l’eau salée, tandis que la glycérine se dissout facilement dans l’eau salée. La couche inférieure (appelée liqueurs usées) est égouttée et traitée pour récupérer le glycérol.
Restes granuleux et fromageux dans la bouilloire. Elle contient encore des graisses non saponifiées, des saletés et des colorants provenant de l’huile d’origine. Entrez le « changement fort ». Ajoutez la solution alcaline forte et faites bouillir à nouveau pour éliminer le reste de la graisse libre.
La dernière étape est le moulage et le règlement. Cela transforme le désordre en savon soigné. Certains fabricants peuvent rincer le savon avec de l’eau salée pour éliminer les bases libres. D’autres le présentent directement. Lancer signifie faire bouillir de l’eau et la faire bouillir jusqu’à ce qu’elle atteigne une certaine concentration, après quoi l’eau se sépare à nouveau en deux couches. La couche supérieure est du savon pur ou du savon de bouilloire. La composition d’une graisse particulière est assez standard : environ 70 pour cent de savon et 30 pour cent d’eau. La couche inférieure est noire. Il existe de nombreuses variétés de nigre et contient 15 à 40 pour cent de savon.
Pourquoi garder le nigre ? C’est une poubelle pour stocker les impuretés. Les pigments, la boue, le sel, les savons alcalins et métalliques se dissolvent dans le noir, mais gardez-les hors du savon pur. La plupart de ces polluants sont denses. ils s’installent. Le nigre les arrache et laisse derrière lui du savon propre.
Fabrication de savon et hydrolyseur en continu
Le processus d’ébullition est très lent. Il faudra quelques jours pour résoudre le problème. Une énorme bouilloire est nécessaire pour produire du savon en grande quantité. C’est inefficace. En conséquence, la fabrication continue du savon a largement remplacé l’ancienne méthode de cuisson.
Actuellement, la plupart des processus continus excluent les graisses et les huiles naturelles. Utilisez plutôt des acides gras. Pourquoi changer ? Les acides gras ne contiennent pas d’impuretés. Lors de la réaction avec une base, de l’eau est produite à la place du glycérol. Il n’est pas nécessaire d’éliminer les impuretés ou la glycérine du produit final. La conduite devient plus facile. Plus précisément. Les acides gras sont introduits dans le système via un débitmètre ou une pompe doseuse. Utilisez un pH-mètre et un conductimètre pour les réglages finaux.
Le processus d’hydrolyse continue commence avec les graisses naturelles. Le catalyseur à haute température, haute pression et savon de zinc décompose les graisses en acides gras et en glycérol. La réaction est continue. Se produit généralement dans des colonnes verticales de 15 m (50 pi) ou plus. La graisse fondue et l’eau entrent par des extrémités opposées. Les acides gras et la glycérine sont éliminés simultanément.
Les acides gras sont ensuite distillés sous vide pour être purifiés. Enfin, la neutralisation avec une solution basique (comme la soude) produit du savon pur. Lors de la fabrication de savons de bain, les acides gras libres en excès sont souvent laissés ou ajoutés à la fin. Elle est parfois utilisée en association avec des agents super-graissants comme l’huile d’olive ou l’huile de coco. Le but est simple. Élimine le risque que le produit final ait trop de base.
La vitesse est le principal avantage. L’ensemble du processus d’hydrolyse, de la graisse naturelle au produit commercialisable, prend plusieurs heures. Le processus de cuisson traditionnel prenait 4 à 11 jours. Le glycérol est un sous-produit précieux qui est raffiné et concentré lors de la production d’acides gras.
Méthodes froides et semi-bouillies
Tout le monde n’a pas besoin de vitesse industrielle. La méthode à froid convient aux opérations à petite échelle. Un mélange de graisses et d’huiles, généralement riches en huile de coco ou en huile de palmiste, est mélangé à la solution alcaline. Utilisez un peu moins de base que ce qui est théoriquement nécessaire. Cela laisse une petite quantité de graisse insaponifiable dans le savon fini, qui agit comme un agent surgraissant. Remuez le mélange dans une casserole ouverte jusqu’à ce qu’il épaississe. Versez-le ensuite dans le cadre. Là, il se savonne et durcit.
La méthode de cuisson est similaire, mais nécessite du chauffage. Ajoutez la graisse dans la marmite. Ajoutez la solution alcaline en remuant et en chauffant le mélange. Ça n’a pas bouilli. Masse savonneuse dans le pot. Verser dans le cadre et laisser durcir.
Ces méthodes sont techniquement simples. Peu d’investissement est nécessaire pour les machines. Ils sont idéaux pour les petites installations qui ne peuvent justifier les dépenses liées à un hydrolyseur continu ou à de grandes chaudières. Ils fonctionnent, sont bon marché et fabriquent toujours du savon. Le marché des savons artisanaux en petites séries est robuste, ce qui permet de maintenir ces anciennes méthodes en vie dans un monde dominé par l’automatisation.
Du collage au produit
Le savon ne perd pas son efficacité à la sortie de la marmite bouillante. Il y a encore du travail à faire. Le mélange visqueux chaud est refroidi dans des cadres ou pressé en blocs. Puis découpé sur mesure et tamponné. Il s’agit d’une barre standard. Mais et si vous voulez des flocons ? Des feuilles fines et transparentes ? La masse est extrudée en rubans. Séché. Coupez à nouveau. Plus petit. Diluant.
Le savon de bain et le savon pour les mains ont des méthodes de traitement différentes. Parfums. Couleurs. Agents SuperTallowting pour garder la peau humide. Ensuite, effectuez un séchage sous vide. cool. Solidification. Ensuite, homogénéisez. Fraisage. Écrasement. jusqu’à ce que la consistance soit parfaite. Vous le voulez bien. Ou brutal. Cela dépend de votre objectif.
L’air est forcé sous pression dans une substance chaude. Juste à la sortie du séchoir sous vide. résultat? savon flottant. Il reste au dessus de l’eau. Ce n’est pas un évier. Les savons médicinaux contiennent des phénols chlorés ou des dérivés du xylénol. déodorant. Désinfectant. De la mousse à raser ? Ceux-ci sont basés sur une combinaison de savons de potassium et de sodium. Il existe deux métaux. Un travail.
L’essor des syndets anioniques
Détergent synthétique. Syndètes. Le nom semble clinique. Mais ils dominent le marché. Les types anioniques-actifs sont les plus gros frappeurs. Regardez les molécules. longue chaîne carbonée. Se lie au groupe sulfo (-SO3). Ce groupe a une charge négative. Anionique. Le pouvoir nettoyant vient d’ici.
La structure de la chaîne carbonée doit être adaptée. Les procédés industriels nécessitent la simple addition de groupes sulfo. Sulfonation. La méthode est importante. Acide sulfurique. Oléum. Acide sulfurique fumant. Trioxyde de soufre gazeux. Acide chlorosulfonique. N’importe lequel d’entre eux fonctionnera. Mais tous ne sont pas égaux.
Matières premières : des baleines aux produits pétrochimiques
Les alcools gras constituent la base des détergents synthétiques anioniques. Dans les années 1930, tout a changé lorsqu’une façon moins coûteuse de les fabriquer a été inventée. Avant ça ? Huile de sperme. huile de baleine à bec. cher. Cauchemars éthiques. Le secteur a changé depuis. huile de coco. huile de palmiste. Suif. Triglycérides de plantes et de bœuf. moins cher. Plus abondant.
La méthode Bouveault-Blanc a été introduite en 1903. Utilise du sodium métallique. A travaillé dans des laboratoires. Mais le coût est trop élevé pour les usines. Les prix ont chuté dans les années 1950. Soudain, c’était possible. Une hydrogénation à haute pression a suivi. Procédés de durcissement de l’huile pour les huiles naturelles. Les fabricants ont commencé à convertir l’huile de noix de coco et de palme en alcools Tallowty. Plus tard, une version synthétique est apparue. De l’éthylène. Le procédé Alfol. Hydrure de diéthylaluminium. Efficace. Évolutif.
La Seconde Guerre mondiale a encore modifié la situation des matières premières. Alkylbenzène. Disponible en quantités énormes. C’est devenu l’ingrédient le plus important. Aux États-Unis et en Europe occidentale, environ 50 % des détergents synthétiques en sont issus. Alkyle ? Généralement C12H24. Tétrapropylène. Dérivé du gaz propylène. Pétrochimie.
Les alkylbenzènes sont formés par alkylation. Divers catalyseurs aident. Ensuite, la sulfonation se produit. Sulfonate d’alkylbenzène. poudre. liquide. Nettoie bien. Crée de la mousse. Beaucoup.
Le problème de la mousse
J’ai un problème. en termes de. Cela ne disparaîtra pas. Les savons et les détergents à base d’alcool Tallowty se décomposent. Ce n’est pas le cas. Lorsque les eaux usées sont transférées du réseau d’égouts de la ville vers le réseau d’égouts, de la mousse s’accumule au-dessus des eaux usées. Puis direction la rivière. Ensuite, allez à la plage.
Cela affecte la navigation. Les navires ne peuvent pas passer. La mousse résiste également à la dégradation biologique. Le système de drainage est bloqué. Les champs arrosés sont recouverts de mousse. Quelle pagaille.
La recherche s’est concentrée dans les années 1960. Les chimistes étudient la molécule. Le tétrapropylène a une structure à chaîne ramifiée. Les bactéries ne peuvent pas le décomposer facilement. ils l’ont remplacé. Chaîne de carbone directe. Alkyle. Chaîne directe. Les bactéries aiment les choses linéaires. Ils les cassent. Rapidement. Problème résolu. dans une large mesure.
Sulfonation et sulTallowion
Les changements chimiques sont spécifiques. composé organique. Alcools gras ou alkylbenzènes. Une fois sulfoné, il devient un tensioactif anionique. Ou sulTallowion. La terminologie peut prêter à confusion. La différence est précise.
Alcool gras ? SulTallowion. Il possède un groupe moléculaire d’acide sulfurique (-OSO3Na). Alkylbenzène ? Sulfonation. Le groupe acide sulfonique (-SO3Na) est lié directement au cycle benzénique. Les deux sont finalement hydrophiles. L’eau y est attirée. C’est le but.
Les technologies récentes ont révolutionné l’industrie. Le trioxyde de soufre gazeux est désormais la norme. Connectez les groupes efficacement. D’où vient-il ? L’acide sulfurique anhydre est évaporé. SO3 stable liquide. Ou brûlez du soufre. Se convertit en gaz de trioxyde de soufre. directement. faire le ménage. Efficace.
Réactions chimiques de base des alcools aliphatiques…
Chimie pure : au-delà des bases
La variable R dans une équation chimique n’est pas seulement un espace réservé. Cela représente le groupe des hydrocarbures, le corps huileux qui détermine la manière dont ces molécules interagissent avec la saleté et l’eau. Une fois la réaction chimique terminée, nous procédons au processus de neutralisation. C’est là que la soude caustique entre en jeu, équilibrant les sous-produits acides et garantissant que le produit final est stable et sûr à utiliser.
L’industrie pétrochimique va au-delà des savons traditionnels. Ils ont conçu de nouveaux détergents de synthèse anioniques, notamment des composés paraffiniques directement sulfonés. Prenons l’exemple des alpha-oléfines. Les chercheurs ont trouvé un moyen de convertir la cire de paraffine brute directement en sulfonates. Quelle est l’astuce ? Un mélange de dioxyde de soufre et d’air catalysé par du cobalt radioactif. C’est une forme d’alchimie industrielle qui transforme de simples hydrocarbures en puissants agents nettoyants.
Détergents non ioniques : construire des molécules
Les détergents non ioniques sont des bêtes de somme silencieuses dans le monde du nettoyage. Ils sont préparés en condensant des composés comportant des groupes hydrophobes (généralement des groupes hydroxyle (OH)) avec de l’oxyde d’éthylène ou de l’oxyde de propylène. Les matières premières les plus courantes sont les alkylphénols ou les alcools à longue chaîne. Au cours de la réaction, les molécules d’oxyde d’éthylène s’attachent aux groupes hydroxyle et forment une chaîne. La longueur de cette chaîne est importante. Il détermine les propriétés du détergent. Changer la structure de l’alkylphénol ou de l’alcool peut modifier les performances du détergent.
Cette synthèse est dangereuse. Cette réaction s’accompagne d’une forte exothermie. Il dégage rapidement de la chaleur. L’oxyde d’éthylène et l’oxyde de propylène sont toxiques. Ils sont dangereusement explosifs. Ils existent sous forme liquide uniquement sous pression. C’est pourquoi vous ne pouvez pas simplement le mélanger dans un seau ouvert. Ces espaces nécessitent un équipement antidéflagrant spécial. Un encadrement qualifié n’est pas négociable.
Il existe également d’autres types. Certains détergents non ioniques sont fabriqués à partir de la condensation d’acides gras et d’amines organiques. Ceux-ci sont nécessaires comme stabilisateurs de mousse. Ces ingrédients sont inclus dans les formules de détergents liquides et les shampooings pour conserver la mousse là où elle est nécessaire.
Ce n’est pas sans défauts. Certains détergents synthétiques non ioniques peuvent provoquer des problèmes de mousse indésirables dans les systèmes de traitement des eaux usées. C’est certainement un problème. Cependant, il ne s’agit pas d’un problème aussi grave que la mousse provoquée par les détergents synthétiques anioniques.
Détergents Cationiques : L’Anti-Détergent
Les savons cationiques sont intéressants. Ils contiennent des cations à longue chaîne et agissent comme tensioactifs. Ils peuvent être achetés sous forme de poudre, de pâte ou de solution aqueuse. Ils ont une excellente capacité mouillante, moussante et émulsifiante. Est-ce que ce sont de bons détergents ? Peu. Ce sont de mauvais détergents.
Pourquoi sont-ils utilisés alors ? Parce qu’il existe des situations où les savons anioniques ne fonctionnent pas. Pensons au pavage, par exemple. Les tensioactifs cationiques sont utilisés pour émulsionner le bitume. Il faut s’attendre à ce que ces crèmes se « décomposent » immédiatement après utilisation. Cela permet de placer des couches adhésives d’asphalte sur la pierre.
Ils absorbent fortement les minéraux. Surtout les silicates. Cela crée un lien fort entre l’asphalte et la pierre.
Ils possèdent également une autre compétence particulière : des propriétés antibactériennes. En chirurgie, les savons cationiques sont utilisés dilués pour tuer les bactéries. Cela contraste fortement avec leurs mauvaises performances en tant que charognards.
Détergents ampholytiques : acteurs de niche
Les tensioactifs amphiphiles n’ont pas reçu beaucoup d’attention. Ils sont utilisés à des fins spécifiques. Trouvé dans les shampoings et les cosmétiques haut de gamme. L’industrie de la galvanoplastie compte également sur eux. Mais qu’en est-il du volume ? On ne le consomme pas en grande quantité. Ce sont des spécialistes et non des généralistes.
Agent de finition synthétique
La plupart des détergents synthétiques arrivent dans les toilettes sous forme de poudres séchées par pulvérisation. Le processus de fabrication est intéressant. Préparez une bouillie aqueuse. Cette bouillie contient tous les composants du constructeur. Les constructeurs sont des substances alcalines qui renforcent l’effet des détergents. Le silicate de sodium (verre soluble) et le carbonate de sodium (carbonate de soude) sont standards. Le phosphate était autrefois le premier choix, mais il posait des problèmes environnementaux. Les nutriments qu’ils fournissent soutiennent la croissance d’algues et de bactéries indésirables dans les plans d’eau. Son utilisation est interdite dans de nombreux pays occidentaux.
L’industrie tente actuellement de trouver des alternatives acceptables aux phosphates. La bouillie est pulvérisée à chaud. Cela élimine presque toute l’humidité. Le résultat est une poudre composée de particules creuses ou de billes. Ils se dissolvent facilement dans l’eau et produisent de petites quantités de poussière.
Tous les détergents synthétiques ne sont pas sous forme de poudre. Certains sont transformés en lessive liquide pour le lavage des mains. Les ventes de savons synthétiques solides tels que les savons de bain et de lessive ont également augmenté.
Le réglage des performances est courant. Du perborate de sodium est parfois ajouté aux billes. L’oxydation améliore l’efficacité du nettoyage. Les enzymes sont également des additifs courants. Les détergents à lessive modernes sont souvent une combinaison de détergents synthétiques (anioniques et non ioniques) et de savon. L’objectif est d’obtenir une efficacité maximale et une mousse contrôlée dans les machines à laver domestiques.
C’est une combinaison complexe de chimie et de technologie. Cette technologie évolue constamment pour trouver des moyens de laver les vêtements sans polluer l’eau. Ou de l’asphalte routier. Ou à la salle d’opération.
