Sabun
Sabun, suyla birleştiğinde temizlemede kullanılan maddelerden kalıp ya da sıvı şekilde olanlara verilen genel ad.
Sabunun temizleyici etkisi, suyu çeken ince bir tabaka ile yağ parçacıklarını sarabilme yeteneğinden doğar.
Tarihi
Evlerde kullanılan sabunlar, doğada bulunan bitkisel ve hayvani yağlardan elde edilen yağ asitlerinin tuzlarıdır. Serbest halde bulunan karboksilli asitlerden de çeşitli sabunlar yapılabilir. Sentetik temizleme maddelerinin kullanıldığı 1930 yılından itibaren aynı manada kullanılan sabun ve deterjan kavramları birbirinden ayrılmıştır.
Sabunun tarihi insanlık tarihi kadar eskidir. Pompei'deki lav örtüsü altında kalan toprakta sabun kalıpları bulunmuştur. Modern sabun imali, 19. yüzyılda Fransız kimyageri, Eugène Chevreul'ün sabunun bir yağ asidi tuzu olduğunu göstermesinden sonra gelişmiştir.
Tarihte, sabunlar genellikle sodyum, soda küllerinin ya da potasyum ve tuzlarının ve yağlı asitlerinin kül suyuyla sabunlaşma tepkimesine girmesi sonucu elde edilirlerdi. Temeldeki yağların hidrolizi gliserol ve rafine sabunu oluşturur.
Sabun, temizleme amacı yanında kozmetik, losyon, krem, sprey, ilaç yapımında kullanılır. Endüstride boya, plastik döküm, metal çekme işlerinde, sentetik kauçuk ve plastiklerin birçok türünün imalatında, su geçirmez tekstil üretiminde, metallerin paslanmasını önleyici yardımcı malzeme olarak birçok alanda kullanılmaktadır.
Sabunun en büyük olumsuzluğu sert sularda zor köpürmesidir. Köpürme faaliyeti olmayınca sabun etkisini yitirir.Bunun nedeni ise sert suda bulunan magnezyum ve kalsiyum ile sabunun etkileşmesidir.
Sabun Yapımı
Sabun genel olarak bitkisel ya da hayvansal yağlardan üretilir. Üretimde genellikle sıcak presleme ya da ektraktion yöntemiyele elde edilen değersiz yağlar kullanılmaktadır. Sabun üretimde kullanılan yağların başında bitkisel yağlar gelmektedir, bunlar hindsitan cevizi yağı, palm çekirdeği yağı, defne yağı, zeytin yağı, ayçiçeği yağı, mısır yağı, soya fasülyesi yağı ve hayvansal iç yağ olan donyağı, domuz yağı, ya da kemiklerden elde edilen yağlar kullanılmaktadır.[1]
Üretim esnasında yukarıda bahsi geçen yağların yanı sıra bir baz olan, sodyum hydoksit (NaOH) ya da potasyum hydroksit (KOH) kullanılmaktadır. Yağlar bu bazların içinde kaynatırlır ve sabunlaşma işlemi başlatılmış olunur. Bu yönteme edilen kimyada Sabunlaşma tepkimeleri denilir. Eskiden bazlar yerine Soda ya da Potas kulanılmaktaydı ve sabun üretimi genel itibarıyla büyük kazanlarda yapılılırdı. Artan nufus ve paralelinde talebin artmasıysa fabrikatsiyon üretimine geçilmiştir. Ama hala günümüzde eski yöntemlerle üretim yapan küçük işletmeler bulunmaktadır.
Genel itibarıya Sabun üretimi iki farklı yöntemle yapılmaktadır. Bunlar Kaynatma yöntemi ve Soğuk Yöntemidir.
Kaynatma Yöntemi
Bu yöntemde ilk olarak bir kazana üretilmek istenilen sabun miktarı kadarınca yağ koyulur. Tabi burada kullanılan yağın cinsi üretilmek istenen sabuna bağlıdır. Eğer üretilmek istenilen Zeytinyağlı sabun ise kazana zeytin yağı koyulur. Daha sonra bu yağın üzerine yeterli miktarda bir alkali kimyasal olan sodyum hidroksit ya da potasyum hidroksit dökülür ve kazan ısıtılmaya başlanılır.Isıtma işlemi esnasında en önemli şey karışımın sürekli karıştırılmasıdır. Sabunlaşma işlemi sırasında sabun çözeltiden ayrılır ve ortamın ısısından dolayı yarı sıvı halinde çözeltinin yüzeyine çıkar. Burada elde edilen kıvamlı ve henüz sertleşmemiş sabun kalıplara dökülür. Kalıplardaki sertleşen sabun daha sonra kesilerek kullanıma hazır hale getirilir. Bu işlemden sonra yapısında kalmış suyun ve alkali artıkların buharlaşması için birkaç hafta kurutulmaya bırakılır.[2]
Soğuk Yöntem
Bir başka sabun üretilme yöntemde soğuk yöntemdir. İsminden de anlaşılacağı üzere bu işlem esnasında sabun tamamen oda sıcaklığında yapılmaktadır ve böylelikle kaynatma yönteminde olduğu gibi sabunlaşma işlemi sırasında kaynatmaya gerek kalmamaktadır. Bu işlem de yağın bir kaba dökülmesiyle başlar. Daha sonra yağa yeteri miktarınca alkali bir madde olan sodyum hidroksit ya da potasyum hidroksit eklenir ve karşımın tamamı emülsifiye oluncaya kadar sürekli karıştırılır. Emülsifikasyonun tamamlanıp tamamlanmadığını karışımın yoğunluğundan anlayabiliriz. Muhallebi kıvamına gelmiş olan çözeltinin emülsifikasyon işlemi tamamlanmış demektir. Eğer kokulu sabun yapılacaksa kalıplara dökme işlemi öncesinde istenilen koku eklenip ve iyice karıştırılır.Daha sonra henüz koyu kıvamlı sabun kalıplara dökülüp 12-46 saat oda sıcaklığında beklemeye bırakılır ki sabunlaşma işlemi tamamlansın. Bu işlemden sonra kullanma alanlarına göre kesim işlemine geçilir. Yalnız bu yöntemle üretilen sabunun kullanmasından önce yaklaşık 2-5 hafta arısında kurutulmaya bırakılır ki yapısında kalmış olan su ve alkali artıkları buharlaşsın.[2]
Bu yöntem genellikle küçük ölçülerdeki üretim içince özellikle ev yapımı sabunlar için kullanılan bir yöntemdir.
Sabunun Yapısı ve Yıkama Esnasındaki Etkisi
| Sabunun Yapısını Gösteren Çeşitli Görselleştirmeler. |
_V1.png) |
| Mavi kısım = hidrofobik, Siyah kısm = hidrofili kısım |
_V1.png) |
| Mavi kutucuk = hidrofobik kısım, siyah kutucuk = hidrofili kısım |
.png)
Sabunlar çeşitli uzunluktaki yağ asitlerinin alkali tuzlarından oluşurlar ve Yüzey aktif maddeler grubuna aittirler. Eğer tam olarak sınıflandıracak olursak sabunlar yüzey aktif maddelerini anyonik kısmına girerler. Sabunlar sahip oldukları temizleme özelliğini yapılarında barındıkları ve uzun bir zincirden oluşan hidrofobi özelliğine sahip hidrokarbon zincirine ve hidrofili özelliği olan karboksilat gurubuna borçludurlar. Sabun suda tam çözülmez bilakis Misel denen yapılar oluştururlar. Saf suda miseller çok küçük türler ve bu yüzden görünmezler. Temiz suda oluşan misel damlacıklarının iç kısımlarında kutuplaşmamış hidrokarbon zinciri bulunurken dış tarafında suyla temas eden yüzeyinde ise kutuplaşmış kısmı bulunur. Bu yapılarından dolayı misellerin büzüşmesi engellenmiş olur.[1]
Sabunlar suyun yüzey gerilimini indirirler. Çünkü miseller genel itibarıyla su yüzeyine yerleşirler. Misellerin bu özelliğiyle su daha aktif bir şekilde yüzeylerle etkileşime girmesini sağlanmış olur.
Yağın sökülüp atılması sabunların en büyük temizleme etkisidir. Sabunun uzun zincirli hidrokarbon kısmı küçük damlacıklar halinde hafif bir şekilde çözülür. Kutuplaşmış kısmı ise yağ lekesini etrafındaki suyu uzaklaştırır. Böylelikle yağ lekesi sabun molekülleri tarafında tamamen sarılıp ve temizlenecek yüzeyden ayrılır. İçinde yağ damlacıklarını barındıran bu sabun molekülleri ve yapısında çözülmüş yağı barındıran su yıkama suyuna emülsiyon adı verilir. Daha sonra bu çözelti durulama sırasında suyla beraber akıp gider.[1]
Kullandığımız musluk suları da kalsiyum ve Magnezyum iyonlarının konsantrasyonu oldukça yüksek olabilir. Buda suyun sertlik derecesini artırmakta ve sabunlar üzerinde olumsuz etki olan sabunun kutuplaşmış kısmını bloke ederler. Böylelikle suda çözülmeyen ve yıkamada etki göstermeyen Kalsiyum sabunları oluşur. Bu yüzden makinelerde kullanılan temizleyicilerde kalsiyum ve magnezyum tuzlarının yıkama esnasındaki olumsuz etkisini azaltmak için suyun sertlik derecesini düşüren çeşitli maddeler katılmaktadır.[1]