zusammenhänge zwischen struktur und schäumung bei seifen

4
titativen Auswer- tung benotigte gute Trennung der bei- den Sauren bei die- sem besonders leicht gelingt. Zur quantii t,a tiven Auswertung von Pa- pyrogrammen wurden bisher vorgeschlagen: Elution der papier- chromatographisch getrennt'en Fettsauren und Bestimmung durch Mikro-Titrati- on; MetallseiSen-Bil- dung und quantita- tmive Blestimmung des Metalls; di'e Renten- tions-Analyse und d'ie photometrische Mes- sung der Farb-Inten- sitat der Fleckesn. w'ir haben cine .Abb. 7. Qluantitative Auswertung andere L G ~ ~ ~ ~ cines Papier-Chro,tnatogramms van wahlt, welche auf dem Fischerschen Gesetz beruht und konnten fest- stellen, dai3 dieses Gesetz T = K - log C -+ h auch fiir Fettsauren giiltig ist. Hierin brdeuben: T = G d 3 e der Oberflachme des Fett- saure-Fleckens, K und b = zwei Konstanten, C = Fettsaure- Konzenbration. Bei einem unserer Versuche haben wir fur K und b folgende Werte erhalten: Kokosol Uisaure Linolsiiure K = 182 134 b = 166 1 s9 In einem weiteren Versuch mit Sonnenblumenol-Fett- sauren fanden wir fur T durch planimetrische Mes- sung fur Mlsaure 100 und fur Linolsaure 170 mm2. Mit Hilfe der obigen Konstanten errechncten wir folgende 01- und Linolsaure-Mengen: Elsauce = 32.6 O/o Linolsaure = 54.2 O!o Ges. Saure : 13.2 O;'o Perlzts:-Jctzcy. Magyar ktmiai folyhirnt 61. 13 [1955]. Das untersuchte Sonnenblumen6l hatte eine JZ von 128 und eine RhZ von 79, woraus sich nach den be- kannten Methoden die folgenden Gehalte berechnen lassen: Ges. Sauren = 19.0 "/a Ulsaure = 33.4 "iu Linolsaure = 54.1 O/o Die Anfertigung der zu quantitativen Bestimniungen geeigneten Chromatogramme erfordert groi3e Sorgfalt und Prazision. Die Versuchsbedingungen, wie Konzen- tration, Zeitdauer, Temperatur usw., miissen genau gleich sein, und das Planimetrieren der Flecken mu8 5ui3erst genau durchgefuhrt werden. In Abb. 7 ist ein Beispiel eines Chromatogramms dargestellt, das eine quantitative Auswertung ermoglicht. In weiteren Versuchen haben wir uns mit der papier- chromatographischen Untersuchung von Glyceriden und Sterinen bzw. der Tocopherole befa8t. Hieruber wollen wir spater berichten. Zicsamnzeizfassziiz~ Es wurden papierchromatographische Untersuchungen von Fettsaur'en uad natiirlichen Fettsaure-Gemischen durchgefiihrt. Stearin-, Palmitin-, 01-, Linol- und Linolensaure lassen sich nach H. P. Kaufrnnwi un,d W. H. Nitsch mit Essigsaure verschiedener Konzentration auf impragnierteni Papier von- einander trennen. Die vollstandijge Trennuntg von Palmitin- und Ulsaure gelingt nur ,bei geringen Palmitinsaure-Gehal- ten. Andernfalls tnitt die Palmitinsaure im Olsaure-Fleck auf. Es konnte wah.rseheinlich gemach,t werden, daO im ungesat- tigten Leinol noch eine isomere Linolsaure enthalten ist. Nach den papierchromatographischen Umtersachuagen ist es wahrscheinlich, dai3 im 'ungesattigten Leinol mehr Palmtitin- saure enthalten ist als 'in an,deren, in der Fachliteratur er- wahnten Ulen. In natiirlichen Fetten sind die Rf-We'rte der Fettsauren charakteristisch fur die betreffenden Ule. Dadurch ist es moglich, aus Chromatogrammen von Ul-Mkch-urugen evtl. vorhan,dene fremd,e Ole nachzuweisen. Fernser wurde festgestellt, dai3 das Fischersche Gesetz auch fur Fettsauren gilt und seine Anwendung auf Papier-Chroniatogrammen es durch Planimetrierung der Fleckengroi3en moglich macht, aus dem Chromatogramm die einzelnen Komponenten quantitativ zu bestim'men. Ich fiihle mich verpflicht,et, an di'eser Stelle meiner Mit- aheiterin, Fr.1. L. Pdos, Herrn Kollegen 1. Perddi und M. Sziklaky den bcsten D,ank auszasprrchen. Zusammenhange zwischen Struktur und Schaumung bei Seifen" Von Prof. Dr. H. P. Kaufmann, Dr. 1. Baltes"" undDip1.-chem. W. Bauer Azcs dern Dcutscheii Znstitut fiir Fettforschimg, MiimterlWestf. Versuch,e mil K-Selfen verschiedener reiner Fettsauren zeigen die Be,dingungen auf, unter denen die gronte Sch,a,umbestanidig- keit erzielt wird. Der Einflul3 der Kettenlange der Fettsaure wird untersucht. Relaci6n entre la estructura y la formaci6n de espuma de jabones Prusebas con salles de K d e varios acidos, yrasos puros muestran las cond'iciooes bajo las cuales s'e produce la mayor consistencia de la ,espuma. Se estudia la influencia de la longitwd dme la caden)a del aoi,do graso. Die Eigenschaften einer Seife sind auf zahlreiche Ur- sachen zuruckzufuhren, wie Oberflachenspannung, Kapil- laraktivitat, Netzfahigkeit, SchaumvermSgen, pH-Wert ihrer Losungen u. a. Ober die Sumnie aller Eigenschaf- ten gibt die Gebrauchswertprufung Aufschlu8, bei der mit Hilfe von Laborwaschmaschinen verschiedener Bau- Relations between Structure and Foaming of Soaps Tests with K-soap,s of various pure f,atty acids show the conditions under which the greatest foam-consistency is achieved. The influence of bhe ch'ain length of the fatty aci'ds is in- vestigated. Relation entre la structure et les propribt6.s moussantes des savons Des essais faits avec des savons K de dilferents acides gras purs, ont montre les, consditions pour l~esquelleson abbient les plus fortes proprietes ,moussantes. On etudie I'influence d,e la lonlgu,eur dela chaine des acides gras. '' Vortrag anlai3lich der DGF-Hauptversammlung 1955 in Miinster/Westf. am 28. September 1955, Fachgruppen VI unid VII in Gemeinschaft mit 'dem Cihemisch-technisch,en Ar- bei'tsausschui3 'd'es Verbandes Deutscher S'eilfenfsbrikanten. Studien auf dmem Fettgebiet, 180. Mitteilung. w Jetzige Anfschri.ft: Harburger Oelwerke Brinckmmi & Mer- gell, Hamburg-Harburg. FETTE . SEIFEN . ANSTRICHMITTEI 58. Jahrgang Nr. 9 1956 764

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Page 1: Zusammenhänge zwischen Struktur und Schäumung bei Seifen

titativen Auswer- tung benotigte gute Trennung der bei- den Sauren bei die- sem besonders leicht gelingt.

Zur quantii t,a tiven Auswertung von Pa- pyrogrammen wurden bisher vorgeschlagen: Elution der papier-

chromatographisch getrennt'en Fettsauren

und Bestimmung durch Mikro-Titrati- on; MetallseiSen-Bil- dung und quantita- tmive Blestimmung des Metalls; di'e Renten- tions-Analyse und d'ie photometrische Mes- sung der Farb-Inten- sitat der Fleckesn.

w'ir haben cine .Abb. 7. Qluantitative Auswertung andere L G ~ ~ ~ ~ cines Papier-Chro,tnatogramms van wahlt, welche auf dem Fischerschen Gesetz beruht und konnten fest- stellen, dai3 dieses Gesetz T = K - log C -+ h auch fiir Fettsauren giiltig ist.

Hierin brdeuben: T = G d 3 e der Oberflachme des Fett- saure-Fleckens, K und b = zwei Konstanten, C = Fettsaure- Konzenbration.

Bei einem unserer Versuche haben wir fur K und b folgende Werte erhalten:

Kokosol

Uisaure Linolsiiure

K = 182 134 b = 166 1 s9

In einem weiteren Versuch mit Sonnenblumenol-Fett- sauren fanden wir fur T durch planimetrische Mes- sung fur Mlsaure 100 und fur Linolsaure 170 mm2. Mit Hilfe der obigen Konstanten errechncten wir folgende 01- und Linolsaure-Mengen:

Elsauce = 32.6 O/o

Linolsaure = 54.2 O!o

Ges. Saure : 13.2 O;'o

Perlzts:-Jctzcy. Magyar ktmiai folyhirnt 61. 13 [1955].

Das untersuchte Sonnenblumen6l hatte eine JZ von 128 und eine RhZ von 79, woraus sich nach den be- kannten Methoden die folgenden Gehalte berechnen lassen:

Ges. Sauren = 19.0 "/a Ulsaure = 33.4 " iu Linolsaure = 54.1 O/o

Die Anfertigung der zu quantitativen Bestimniungen geeigneten Chromatogramme erfordert groi3e Sorgfalt und Prazision. Die Versuchsbedingungen, wie Konzen- tration, Zeitdauer, Temperatur usw., miissen genau gleich sein, und das Planimetrieren der Flecken mu8 5ui3erst genau durchgefuhrt werden. In Abb. 7 ist ein Beispiel eines Chromatogramms dargestellt, das eine quantitative Auswertung ermoglicht.

In weiteren Versuchen haben wir uns mit der papier- chromatographischen Untersuchung von Glyceriden und Sterinen bzw. der Tocopherole befa8t. Hieruber wollen wir spater berichten.

Zicsamnzeizfassziiz~

Es wurden papierchromatographische Untersuchungen von Fettsaur'en uad natiirlichen Fettsaure-Gemischen durchgefiihrt. Stearin-, Palmitin-, 01-, Linol- und Linolensaure lassen sich nach H. P. Kaufrnnwi un,d W. H. Nitsch mit Essigsaure verschiedener Konzentration auf impragnierteni Papier von- einander trennen. Die vollstandijge Trennuntg von Palmitin- und Ulsaure gelingt nur ,bei geringen Palmitinsaure-Gehal- ten. Andernfalls tnitt die Palmitinsaure im Olsaure-Fleck auf. Es konnte wah.rseheinlich gemach,t werden, daO i m ungesat- tigten Leinol noch eine isomere Linolsaure enthalten ist. Nach den papierchromatographischen Umtersachuagen ist es wahrscheinlich, dai3 im 'ungesattigten Leinol mehr Palmtitin- saure enthalten ist als 'in an,deren, in der Fachliteratur er- wahnten Ulen. In natiirlichen Fetten sind die Rf-We'rte der Fettsauren charakteristisch fur die betreffenden Ule. Dadurch ist es moglich, aus Chromatogrammen von Ul-Mkch-urugen evtl. vorhan,dene fremd,e Ole nachzuweisen. Fernser wurde festgestellt, dai3 das Fischersche Gesetz auch fur Fettsauren gilt und seine Anwendung auf Papier-Chroniatogrammen es durch Planimetrierung der Fleckengroi3en moglich macht, aus dem Chromatogramm die einzelnen Komponenten quantitativ zu bestim'men.

Ich fiihle mich verpflicht,et, an di'eser Stelle meiner Mit- ahe i te r in , Fr.1. L. P d o s , Herrn Kollegen 1. Perddi und M . Sziklaky den bcsten D,ank auszasprrchen.

Zusammenhange zwischen Struktur und Schaumung bei Seifen" Von Prof. Dr. H . P . K a u f m a n n , Dr. 1. B a l t e s " " undDip1.-chem. W. B a u e r

Azcs dern Dcutscheii Znstitut fiir Fettforschimg, MiimterlWestf .

Versuch,e mil K-Selfen verschiedener reiner Fettsauren zeigen die Be,dingungen auf , unter denen die gronte Sch,a,umbestanidig- keit erzielt wird. Der Einflul3 der Kettenlange der Fettsaure wird untersucht.

Relaci6n entre la estructura y la formaci6n de espuma de jabones

Prusebas con salles de K d e varios acidos, yrasos puros muestran las cond'iciooes bajo las cuales s'e produce la mayor consistencia de la ,espuma. Se estudia la influencia de la longitwd dme la caden)a del aoi,do graso.

Die Eigenschaften einer Seife sind auf zahlreiche Ur- sachen zuruckzufuhren, wie Oberflachenspannung, Kapil- laraktivitat, Netzfahigkeit, SchaumvermSgen, pH-Wert ihrer Losungen u. a. Ober die Sumnie aller Eigenschaf- ten gibt die Gebrauchswertprufung Aufschlu8, bei der mit Hilfe von Laborwaschmaschinen verschiedener Bau-

Relations between Structure and Foaming of Soaps Tests with K-soap,s of various pure f,atty acids show the

conditions under which the greatest foam-consistency is achieved. The influence of bhe ch'ain length of the fatty aci'ds is in- vestigated. Relation entre la structure et les propribt6.s moussantes des savons

Des essais faits avec des savons K de dilferents acides gras purs, ont montre les, consditions pour l~esquelles on abbient les plus fortes proprietes ,moussantes. On etudie I'influence d,e la lonlgu,eur dela chaine des acides gras.

'' Vortrag anlai3lich der DGF-Hauptversammlung 1955 in Miinster/Westf. am 28. September 1955, Fachgruppen VI unid VII in Gemeinschaft mit 'dem Cihemisch-technisch,en Ar- bei'tsausschui3 'd'es Verbandes Deutscher S'eilfenfsbrikanten. Studien auf dmem Fettgebiet, 180. Mitteilung.

w Jetzige Anfschri.ft: Harburger Oelwerke Brinckmmi & Mer- gell, Hamburg-Harburg.

FETTE . SEIFEN . ANSTRICHMITTEI 58. Jahrgang N r . 9 1956 764

Page 2: Zusammenhänge zwischen Struktur und Schäumung bei Seifen

weise Gewebe mit genormter Anschmutzung unter Be- dingungen, wie sie der Praxis entsprechen, gereinigt werden.

Wenn somit der praktische Waschversuch heute allein mai3gebend ist, so sind doch Wissenschaft wie Technik gleicherweise interessiert daran, festzustellen, welche Wirkung jede dieser Komponenten fur sich allein hat, und zwar in Abhangigkeit von der chemischen Konstitu- tion der Seife, also ihrer Fettsauren und des jeweils vor- liegenden Kations. Dazu kommt natiirlich die Wirkung bestimmter Zusatze, die nicht zu unterschatzen ist: bei Textilseifen z. B. anorganische Salze, Bleichmittel, Schmutztrageniittel, optische Aufheller usw., bei Toi- lette-Seifen auch der Parfums, welche die vorgenannten physikalisch-chemischen Befunde stark beeinflussen.

Aus diesem umfangreichen Fragenkomplex ist ini Deutsdzen Znstitut fur Fettforschzing die S c h a u m - f a h i g k e i t seit einigen Jahren studiert worden. Hier- zu sol1 heute ein weiterer Beitrag mitgeteilt werden.

Wir haben die K - S e i f e n v e r s c h i e d e n e r r e i - n e r F e t t s a u r e n mit dem Vibrationszerschaumer .,Modell Deutsches Znstitut fiir Fettforsclzung", der 1953 erstmals vorgestellt wurde l, auf ihre Schauinfahigkeit untersucht. Der Vibrationszerschaumer gestattet die Er- zeugung besonders feinblasigen, homogenen und stabilen Schaumes. Als Ma13 fur die Schaumfahigkeit haben wir den ,,molaren Schaumkoeffizienten" eingeluhrt. Diese GroBe leitet sich wie folgt ab:

Nach der Erzeugung des Schaumes im geeichten Mei3gefai3 wird der Zerfall durch Ablcsen des Schaumvolumens und der [ur Bildung dieses Schaumes benotigten Fliissigkeitsmenge zeitlich verfolgt. Dividiert man die Fliissiglteitsmenge durch das Schaumvolumen, so erhalt man das ,,spezifische Schaum- gewicht S". Dieses wird in Abhangigkeit von der Zerfallszeit dufgetragen (Abb. la). Es handelt sich bei dieser Darstellung um willkurlich ausgewahltes Material aus unseren Unter- suchungen. Die vier verschiadenen Kurven stellen das MeB- ergebnis fur verschiedene Temperaturen derselben Seifen- losung dar. Das spezifische Schaumgewicht gegen die Zeit auf- getragen zeigt eine deutliche Abhingigkeit von derselben.

Eine unendlich kleine Abnaihme des spezifischen Schaum- gewichtes ist proporbional der unendlich kleinen Zunahme der Zeit. Die zugehorige Differentialgleichung lautet

c ist darin eine Konstante. Integriert man diese Gleichung in unbestimmten Grenzen, so erhalt man unter Hinzufiigung einer additiven Konstante k

-1n S = c . t + k oder

S = e k . e-ct

Beide Konstanten lassen sich zu einer neuen tKonstante K vereinigen, so dai3 die Losung der Differential-Gleichung nun laukt

S = So. e-Kt

Lost man di,e erhaltene Gleichung nach K hsin auf und wan- delt den natiirlichen in den Briggschen Lagarithmus urn, so erhalt man unter Benutzung einer n,euen Konstante C

C = - 1 . log 2 S t S

S S

Die graphische Darstellung von log 0 gegen die Zeit mui3

eine Gerade ergelben. Das Steigungsmai3 dieser Geraden ist die Griii3e C, die wir als ,,molaren Schaumkoeffizienten" be- zeichnen.

S Tragt man nun den 1 o g A g e g e n die Zeit auf, so er- S gibt sich das in Abb. 1 b dargestellte Bild. Wir haben versucht, fur S, einen Absolutwert zu finden, der es ge- stattet, alle Messungen auf diese EinheitsgrGBe zu be- ziehen und fanden ihn in einer nicht verifizierbaren idea- len Zerschaumung, bei der durch Einblasen einer unend- lich kleinen Gasmenge die gesamte Flussigkeit ohne Zu- wachs an Raum in Schaum iibergefuhrt wird. In diesem Gedankenversuch ist das Schaumvolumen gleich dem Fliissigkeitsvolumen, So wird damit gleich 1. Durch Ein- setzen dieser GroBe S, ergeben sich Geraden, deren Stei- gungsmai3 den molaren Schaumkoeffizienten kenn- zeichnet.

Dieser molare Schaumkoeffizient hangt eng mit der Halbwertzeit des Schaumes zusammen. Alle Kurven schneiden sich zur Zeit 0 in einem Punkt. Dies hangt mit dem Bau des Vibrationszerschaumers zusammen, der von allen Seifen, wie uberhaupt allen waschaktiven Substan- Zen, ohne Rucksicht auf Kettenlange, Konzentration oder Temperatur, die gleichen Anfangsschaumgewichte liefert. Bei diesem Punkt 0.43 handelt es sich um eine Apparate- Konstante, die bei jedem Gerat verschieden sein kann. Die Halbwertzeit ist der Schnittpunkt der Kurveri mit einer Geraden, die man parallel der Zeitachse in der Hohe zieht, in der gerade die Halfte des anfanglichen Wertes vorhanden ist. Da der molare Schaumkoeffizient

H. 1'. Kaulmum, J . Bultes u. E. Duddek, Fette . Sei- fen . Anstrichmittel 55, 781 [1953]; 56, 5'36 [1954].

- Zei t [Min.J -4bb. 1 . a) Spez'ifis&,es Schaumgewicht S in Abhangigkeit von der Zerfallszeit; b) Molarer Schaumkoeffizient in Abhangigkeit

von der Zeit

F t T T E . SE[FEN . ANSTRICHMITTEL 53 Jahrgang N r 9 1956

L

3 2.0- .$ - $ 1.8- 8 -

2 7.4 -

B - E 1.0 -

-t F 76- 3

0,

$ 1.2 -

4 , \ \

o.6 0.0313 0125 0.25 0.5 1

aoszs - Konzenfration j M o l . % / l ]

Abb. 2. Molarer Schaumkoeffizient in Abhangigkeit von der Konzentration bei verschiedenen Temperaturen

7-15

Page 3: Zusammenhänge zwischen Struktur und Schäumung bei Seifen

gleich den1 Steigungsmai3 der Kurven, also Gegenkathete durch Ankathete, ist, die Gegenkathete aber eine Kon- stante darstellt, so ist der molare Schaumkoeffizient iiber diese Konstante umgekehrt proportional der Halbwert- zeit. Ein niedriger molarer Schaumkoeffizient bedeutet also eine lange Halbwertzeit und damit eine groi3e Schaumstabilitat.

Wie bereits erwahnt, stammen die Kurven aus Mes- sungen bei verschiedenen Temperaturen. aber gleichen Seifen-Konzentrationen, namlich Kurve I bei 20° C, Kurve 2 bei 35' C usw. Den stabilsten Schaum findet man bei Kurve 1, also bei der niedrigsten Temperatur. Nun lehrt die praktische Erfahrung, dai3 mit war- mem Wasser die Seife eine hohere Reinigungswir- kung hat. Es wird also auf das Optimum an Schaum- stabilitat verzichtet zugunsten anderer Seifen-Eigen- schaften, die ihre gunstigste Wirkung bei hoheren Tem- peraturen haben. Dai3 die Schaumstabilitat mit steigen- der Temperatur abnehmen mui3, ist verstandlich, wenn man bedenkt, dai3 gleichzeitig der Dampfdruck des Was- sers stark anwachst und der Schaum damit leichter zer- stort wird.

Weitere Aufschliisse ergeben sich, wenn man den molaren Schaumkoeffizienten gegen die Konzentration auftragt (Abb. 2 ) . Die Kurven gelten jeweils fur eine bestimmte Temperatur. Man sieht, dai3 sie zunachst einen langsamen Anstieg zeigen. Bei weiterer Konzen- trationserniedrigung bricht die Kurve steiler nach oben aus (Kurve 1). Bei anderen Kurven (Kurve 4) kann man keine sicheren Angaben mehr machen, da die Messung infolge des schnellen Schaumzerfalls zu ungenau wird. SchlieDlich besteht die Moglichkeit, dai3 die Kurve pliitz- lich endet, wie bei den Kurven 2 End 3. Dies bedeutet, dai3 bei Messungen der nachst niedrigeren Konzentration der Schaumzerfall so schnell war, daB er keine Messung mehr zuliei3. Das Ausbrechen nach oben erfolgte also noch steiler als bei den Kurven 1 und 4.

Diese Abweichung nach oben mui3 zwangslaufig er- folgen, da mit steigender Temperatur und wachsender Verdiinnung der Schaum immer unbestandiger wird. Es gibt fur jede Temperatur eine Verdunnung und fur jede Verdiinnung eine Temperatur, bei der der Schaum sofort zerfallt. Der molare Schaumkoeffizient wird dann un- endlich groi3. Diesem Zustand nahert man sich bei fort- schreitender Temperatur-Erhohung oder starkerer Ver- diinnung. Er wird spatestens bei 10OoC bzw. einer Kon- zentration von 0 erreicht. Ein Temperatur-Unterschied von 2o0C entsprach in allen Fallen einer Differenz von etwa 0.2 des molaren Schaumkoeffizienten fur den An- fangswert, also der hochsten Konzentration, bei der eine klare Losung entstand. Mit fallender Konzentration kann dieser Wert sehr vie1 griii3er werden.

Sinngemai3 gilt das gleiche fur Abb. 3, in der die Temperatur gegen den molaren Schaumkoeffizienten auf- getragen ist. Der Anstieg der Kurven ist in diesem Fall wesentlich steiler. Das Ende der Kurve oder ihr Ausbre- chen nach oben erfolgt rnit steigender Temperatur. Abb. 3 zeigt die Abhangigkeit des molaren Schaumkoeffizienten von der Wasserstoffionen-Konzentration. Kurve 1 wurde bei einem p H von 10.0, Kurve 2 bei 10.6 und I<urve 3 bei 11.0 gemessen. In allen Fallen war die Konzentra- tion gleich.

Die Seife mit der geringsten Basizitat, hier p H 10.0, hat die groi3te Schaumbestandigkeit. Folgende Ursache ware zu diskutieren: Alkali-Seifen sind in wafsriger Lo-

20 30 40 50 , + Ternperatur f "C]

D

iUh. 3. Molarer Schaumkoeffizient in Abhangigkeit von der Temperatur bei verschiedenem pH

sung einer hydrolytischen Spaltung unterworfen, wobei undissoziierte Fettsauren entstehen. Diese wirken im Schaum als Schwebeteilchen oder sind kolloid gelost. In beiden Fallen wird die Schaumbestandigkeit erhoht.

Abb. 4 zeigt die Kurven fur die Seifen von ClP-, CM-, C16- und C18-Sauren bei einer Konzentration von 0.25 Molo/o/l. Wie zu erkennen ist, bilden Stearate die be- standigsten, Laurate die unbestandigsten Schaume.

$1, I

-4 -4

I 0.0313 0125 0.25 0.5 1 - Kontenfrafion [Mol.%/I J

Abb. 4. Molarer Schaumkoeffizient in Abhangigkeit von der Konzentration

Der molare Schaumlcoeffizent zeigt hier eine deutliche Abweichung von anderen Schaumzahlen, wie z. B. der Stiepelschen Schaumzahl, die ein Maximum fiir Myri- state ergibt. Abb. 4 zeigt gleichzeitig auch die Loslich- keitsverhaltnisse der einzelnen Seifen, da fur unsere Versuche nur klare Losungen Verwendung fanden. C12- Seife lost sich bis zu einem Gehalt von 1 Molo/o/l, C14- und Cl,-Seifen nur bis zu 0.5 Molo/o/l und Stearate ledig- lich bis zu einer Konzentration von 0.25 Molo/o/l klar in Wasser.

Um die Abhangigkeit der Schaumbestandigkeit von der Anzahl der C-Atome der Fettsaure-Kette besser her- auszustellen, wurden diese beiden Groi3en in Abb. 5 gegeneinander aufgetragen. Man sieht deutlich das An- wachsen der Schaumbestandigkeit mit zunehmender Ket- knlange. Um eine Verbindung zu anderen der eingangs erwahnten Seifen-Eigenschaften herzustellen, wurde in dieser Darstellung die Abhangigkeit der Oberflachen- spannung von der Kettenlange als gestrichelte Linie rnit eingezeichnet. Es wurde eine Messung von Lotterinoser und Giese benutzt, die nach der RingabreiB-Methode er- halten worden war. Die Gleichlaufigkeit beider Kurven ist augenfallig. Diese Messung wurde gewahlt, weil diese wie unsere Versuche unter Ausschlui3 der Kohlensaure der Luft durchgefiihrt worden waren. Der CO,-Gehalt

FETTE ' SEIFEN ' ANSTRICHMITTEL 58 Jahrgang Nr 9 1956 726

Page 4: Zusammenhänge zwischen Struktur und Schäumung bei Seifen

,"1 70r 1 R r 1

Abb. 5. Abhangigkeit der Schaumbestaiidigkeit von der Anzahl der C-Atome der Fettsiiure-Kette

der Luft wirkt in1 Schaum besonders intensiv unter Bil- dung freier Fettsauren und Bikarbonate und andert da- mit den Schaumzustand wesentlich. Es tritt zunachst eine starke Herabsetzung der Schaumstabilitat ein. Bei gro- i3eren C0,-Gehalten des eingeleiteten Gases wachst die Schaumstabilitat jedoch wieder an und wird sogar gro- h r , als sie in einem Schaum ist, der mit C0,-freiem Gas erzeugt wurde. Dies kann wiederum an den ausgeschie- denen Fettsauren liegen, die als Schwebeteilchen den Schaum stabilisieren.

Zum Schlui3 sei noch ein Vergleich von cis- und trans- Sauren gebracht (Abb. ti), und zwar von K-Seife der Ul- und Elaidinsaure mit Stearinsaure bei einer Konzentra- tion von 0.25 Mol%/l. In dieser Abb. fehlt aber die Ab- hangigkeit von der Konzentration als weitere wichtige Beziehung. Gerade in diesem Beispiel ist es notwendig, auch den Gang dcr Konzentration mit einzubeziehen. Hier ist die Elaidinsaure diejenige, die die bestandigsten Seifenschaume ergibt. Es folgt die Ulsaure, und am un- bestandigsten sind die Schaume der Stearate.

Tragt man jedoch, wie aus Abb. 7 zu ersehen, den molaren Schaumkoeffizienten gegen die Konzentration bei konstanter Temperatur auf, so ergibt sich ein vollig anderes Bild. Interessant ist die Kurve f i r die Ulsaure. Es ist dies der einzige Fall innerhalb unserer Unter- suchungen, bei dem eine Abweichung von den iibrigen Seifen dergestalt auftritt, dai3 der Gang der Konzentra- tion ein Maximum zeigt. Dieses Maximum wurde, wenn auch weniger stark, bei allen Temperaturen fur die Kon- zentration von 0.25 Mol"/o/l gefunden. Auch fur die

20 t l

7 6 L I

I- I o s l I I I I I J

20 30 1 9 50 60 70

Abb. 6. Vergleich der molaren Schaumkoeffizienten von CIS-

und trans-Sauren in Abhangigkeit von der Temperatur

Oleate erfolgt bei noch geringer werdender Konzentra- tion wieder ein Ausbrechen nach oben, spatestens bei der Konzentration 0, da j a reines Wasser nicht schaumt urid daher der molare Schaumkoeffizient unendlich groB wird.

Eine Ursache fur das ab- weichende Verhalten der Oleate konnte bisher noch nicht gefunden werden.

Zusammenfassend lai3t sich sagen, dai3 die groBte Schaumbestandigkeit un- ter folgenden Bedingun- gen erhalten wird: 1 . nie- drige Versuchstemperatur, 2. groknoglichste Kon- - Honzentrotion(Mo/%l~ os zentration 3. niedriger der pH-Wert. Seife und

- Temperafur ["C J

Abb. I . Ein Vergleich der Schaumstabilitat von Sei- fen verschiedener Ketten-

ergab die uberle- genheit der Stearate iiber

Vergleich der molaren Schaumkoeffizienten von cis-

gigkeit von der Konzentra- und trans-Sauren in

tion beii 50° C Seif en kurzerkettiger Fett-

sauren. Der komplizierte Verlauf der Kurven fur ge- sattigte und ungesattigte C,,-Saure-Seifen la& keine derartig einfache Aussage zu.

Die Untersuchungen mit dem Vibrationszerschaumer, der fur derartige Versuche besonders geeignet ist, wer- den fortgesetzt.

Schaum als Schmu$trager ? Von 0. 0 1 d e n r o t h , Wuschereiforschung e. V., Krefeld

Es wild eine Arbeitsweise zur Bestimmung dar Schmutz- vcrteilung zwlschen Waschmittel-Losung und Schaum beschrie- ben Der Vergleich zwischen Seife, Fettalkoholsulfat unid Alkyl- sullat be1 steigenden Konzentrationen sowle unterschiedlichen 5chrnutzbelastungen ergab, daR der in das Schaunivolumen ubergegangene Schmutzanteil als gering zu bezeichnen 1st 5omit komrnt dem Sthaum als Schmatz- ,,s p e 1 c h e r" keine besondere Bedeutung zu

Foam a s Dirt Carrier A method is describemd for the determination of the dlrirt

distribution between washing agent solution antd foam. Corn- parison between soap, fatty alcohol sulphate and alkylsulphate with increasing concentrations and various dsirt loads showed that the part of the dirt a b s o r h d by the foam volume is rath,er small. Therefore the foam has no special s'ignificance as dirt- "silo".

La mousse, vehicule de la salete La espuma como soporte de l a mugre U n mode operatoir'e est deerit, pour determiner 18a repartition

de la saleti. entre la soht ion du detergent e t la mousse. La rompuraison entre le savon, les sulfates dalcool gras e t les alkylsulfates, pour des concentrations allant en augmentant, ainsique pour des ,degr6s diff6reNnts de salete, a montr6, quNe, la quantite de salete passee dams la mouss,e est tres petite. Ainsi, en tan1 ,,qu'accumulateur" de salete, l a mousse n'a pas une grande importance,

Se describe un metodo para la determinacion de la distribu- cion de la mugre entre la soluci6n del agente de lavado y la espuma La comparacion entre jabon, el sulfato de un alcohol graso y sulfatos de alquilo en diferentes concentraciones y diferentes cargas de mugre demostraron que la p a r k de mugre absorbida por el volumen d e espuma es muy pequeiia Asi, pues, no tiene mayor importancia la espuma como ,,almacen" de mugre

727 FETTE . SEIFEN . ANSTRICHMITTEL 58. Jahrgang Nr. 9 1956