Wie entsteht Schaum in Naturseifen- und Shampoo-Riegeln?
Als ich Lehrer war, waren meine Lieblingsschüler diejenigen, die viele Fragen stellten. Das bedeutete, dass sie engagiert, interessiert, neugierig waren und den Wunsch hatten, neue Konzepte zu lernen und zu verstehen.
Das trifft auch auf unsere Kunden zu! Die Mitglieder unserer erweiterten Chagrin Valley-Familie sind immer lernbegierig und stellen die besten Fragen. Für mich wird jede dieser Fragen zu einem lehrreichen Moment und oft zu einem Blogbeitrag.
Wir haben vor Kurzem eine hervorragende Frage erhalten: „Wenn Ihre Naturseife keine synthetischen Schaumverstärker wie Sulfate enthält, wie schäumt sie dann?“
Was sind Blasen?
Die meisten von uns können sich noch daran erinnern, wie wir als Kinder mit einem Strohhalm in unser Milchglas blasen konnten. Wenn das Glas nicht zu voll war, konnte ich es problemlos mit vielen Blasen füllen, bis meine Mama mir sagte, ich solle aufhören, mit meinem Essen zu spielen.
Als wir das gleiche „Experiment“ jedoch mit Wasser versuchten, funktionierte es nicht so gut. Die Blasen schäumten nicht und platzten sehr schnell.
Die Wasserblasen waren weniger stabil, weil die Oberflächenspannung (mehr dazu später) die Wassermoleküle wieder zusammenzieht.
Warum dieser Unterschied? Milch enthält Milchproteine und Fette. Diese Proteine und Fette bilden einen Film in der Blase, der sie fester und stabiler macht. Milch (insbesondere Vollmilch) hat eine geringere Oberflächenspannung als Wasser. Immer wenn die Oberflächenspannung reduziert ist, sind Blasen stabiler.
Und was ist mit Seifenblasen?
Es gibt viele verschiedene Arten von „Seifen“-Produkten und sie haben eines gemeinsam: Sie können Blasen erzeugen.
Wenn sich viele kleine Seifenblasen aneinander reihen, nennt man das Schaum . Ob es sich nun um ein Stück Naturseife oder Shampoo, synthetische Waschmittel, Spülmittel oder sogar Waschmittel handelt, der Vorgang der Blasenbildung ist grundsätzlich derselbe.
Um das Geheimnis der Seifenblasenbildung zu verstehen, müssen wir die Chemie der Seifen- und Wassermoleküle erforschen. Hier kommt die Wissenschaft!
Eigenschaften von Wasser: Oberflächenspannung
Haben Sie schon einmal einen „Bauchklatscher“ in ein Schwimmbecken gemacht – autsch, das tut weh!
Aber wie ist das möglich? Wir wissen zwar, dass Wasser nicht hart ist, aber Ihr armer Magen würde da anderer Meinung sein.
Wenn Sie Wassermoleküle und ihr Verhalten zueinander beobachten könnten, würden Sie feststellen, dass jedes Wassermolekül tatsächlich von seinen Nachbarn angezogen wird.
Jedes Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Die beiden Wasserstoffatome (die Mickey-Maus-Ohren) eines Moleküls werden von den Sauerstoffatomen anderer, benachbarter Moleküle angezogen. Diese Anziehung wird als „Wasserstoffbrückenbindung“ bezeichnet.
Innerhalb des Wasserkörpers, abseits der Oberfläche, ist jedes einzelne Molekül in einen Tauziehen mit seinen Nachbarn auf allen Seiten verwickelt.
Aber auf der Wasseroberfläche verhalten sich die Moleküle anders.
Da sich oberhalb der Wasseroberfläche keine Wassermoleküle befinden, werden die Oberflächenmoleküle von den darunterliegenden Wassermolekülen zurück in die Flüssigkeit gezogen. Da die Moleküle an der Oberfläche des Pools eng zusammengezogen werden, bilden sie eine „Haut“ wie eine dünne Schicht Plastikfolie, die als Oberflächenspannung bezeichnet wird.
Oberflächenspannung ist das Ergebnis der Kohäsion , die als „Aneinanderhaften“ von Partikeln definiert ist. Es handelt sich um die gegenseitige Anziehung von Partikeln an der Oberfläche einer Flüssigkeit.
Alle Flüssigkeiten weisen eine gewisse Oberflächenspannung auf. Je stärker die Kräfte zwischen den Molekülen (intermolekulare Kräfte) sind, desto größer ist der Zusammenhalt. Wasser besitzt starke intermolekulare Kräfte – die oben beschriebenen Wasserstoffbrücken.
Wenn du also aufs Wasser auftriffst, musst du die Oberflächenspannung des Wassers durchbrechen, um hineinzukommen. Wenn du in ein Becken tauchst oder springst, durchdringst du mit deinen Händen oder Füßen eine kleine Menge Wasser. Dein Bauch hingegen hat eine große Oberfläche und somit auch eine größere Menge an Oberflächenhaut, die du durchdringen musst.
Oberflächenspannung und Naturseife
Sehen Sie sich das kurze Video unten an und beobachten Sie, wie sich die Wassertropfen, die ich auf Wachspapier platziere, aufgrund der Oberflächenspannung zu winzigen, kuppelartigen Kugeln auftürmen.
Dann sehen Sie, was mit der Oberflächenspannung des Wassers passiert, wenn ich etwas Seife hinzufüge. Seife ist ein natürliches Tensid , die Abkürzung für „oberflächenaktive Substanz“. Tenside verringern die Oberflächenspannung des Wassers.
Video
Wasser haftet normalerweise an sich selbst, da jedes Wassermolekül von anderen Wassermolekülen umgeben ist und von diesen angezogen wird. Die Oberflächenspannung führt dazu, dass Wasser auf Oberflächen wie meinem Wachspapier abperlt. Damit sich das Wasser ausbreiten und eine Oberfläche (wie Ihre Haut) benetzen kann, benötigen Sie Tenside.
Oberflächenspannung und Naturseife – Erklärung
Seifenmoleküle haben zwei sehr unterschiedliche Enden: Das Ende, das gerne an Wasser haftet, wird als wasserliebendes oder hydrophiles Ende bezeichnet, und das Ende, das Wasser abstößt, wird als wasserhassendes oder hydrophobes Ende bezeichnet.
Das Seifenmolekül fungiert als Verbindungsbrücke. Sein hydrophiles Ende bindet an ein Wassermolekül und sein hydrophobes Ende an ein fettiges Schmutz- oder Ölmolekül.
Wenn Sie die Seife von Ihrer Haut abspülen, wird das hydrophile (wasserliebende) Ende des Seifenmoleküls mit dem Wasser weggespült und nimmt das hydrophobe Ende mit Schmutz und Öl mit.
Seit unserem Blog „Wie funktioniert Seife“ bespricht den Prozess, mit dem Seife Ihren Körper reinigt. Ich werde den gesamten Prozess hier nicht wiederholen!
Also, wie schäumt Naturseife?
Wenn sich Naturseife mit Wasser vermischt, bildet sie tendenziell dünne Schichten, bei denen eine dünne Schicht Wassermoleküle zwischen zwei Schichten Seifenmoleküle eingeschlossen ist.
Die Seifenmoleküle binden Wasser in einer dünnen Schicht und bilden so einen Film wie auf dem Bild. Bildquelle: itsokaytobesmart
Beachten Sie, dass die Schicht aus (blauen und gelben) Wassermolekülen auf beiden Seiten von Seifenmolekülen umgeben ist, wobei das hydrophile Ende (rot) zum Wasser zeigt und der hydrophobe Schwanz vom Wasser weg.
Wenn Sie ein Stück Seife über Ihre nasse Haut, Ihren Waschlappen oder Ihren Topfreiniger reiben, entsteht Reibung. Durch diese Reibung entstehen winzige Luftbläschen auf der Oberfläche der nassen Seife.
Das hydrophobe (wasserabweisende) Ende mag die nasse, wässrige Seife nicht und will weg, also heftet es sich an die nächste Luftblase.
Bald werden die Luftblasen von den hydrophoben Enden der Seifenmoleküle umhüllt. Dadurch entsteht ein dünner Film, der ein kleines bisschen Luft einschließt.
Wie nennen wir das? Eine Seifenblase! 
Wenn wir eine Blase in zwei Hälften schneiden könnten, würden wir so etwas wie das Bild rechts sehen.
Die Blase ist in der Mitte mit Luft gefüllt und die Oberfläche der Seifenblase besteht aus einer dünnen Schicht aus Wassermolekülen (rot und weiß), die zwischen zwei Schichten aus Seifenmolekülen eingebettet sind , eine auf der Innenseite und die andere auf der Außenseite der Blase.
Die blauen Kreise sind das „hydrophile Ende“ des Seifenmoleküls und der schwarze Schwanz ist das hydrophobe Ende.
Diese Schichten arbeiten zusammen, um die Luft im Inneren zu halten.
Durch die Wechselwirkung zwischen den Seifenblasen werden die Wassermoleküle voneinander weggedrückt, wodurch die Oberflächenspannung abgebaut wird.
Eine natürliche Seifenblase besteht also lediglich aus Luft, die von einem Film aus Seife und Wasser umhüllt ist. Die Luftblasen sind nun eingeschlossen, und viele eingeschlossene Luftblasen, die mit Seifenmolekülen bedeckt sind, bilden den sogenannten Seifenschaum .
Zurück zur Frage: Wie entsteht Schaum aus Naturseife?
„Wenn Ihre Seife kein SLS oder andere Schaumverstärker enthält, wie schäumt sie dann?“
Zu Beginn dieses Blogs habe ich erwähnt, dass der Versuch, mit klarem Wasser Blasen zu erzeugen, schnell zu einem Fehler führt. Das liegt daran, dass die Kohäsion und damit die Oberflächenspannung des Wassers – die Kräfte, die die Moleküle zusammenhalten – zu hoch ist.
Das Geheimnis guter Seifenblasen liegt in der Verringerung der Oberflächenspannung des Wassers. Die Zugabe von Naturseife verändert die Oberflächenspannung des Wassers und ermöglicht die Bildung stabiler Blasen und damit Schaum.
Fast alle Reinigungsprodukte basieren auf irgendeiner Art von Tensid.
Tenside verringern nicht nur die Oberflächenspannung des Wassers, sondern sind aufgrund ihrer Konstruktion (mit einem hydrophilen und einem hydrophoben Ende) auch mit Wasser und Ölen kompatibel.
Diese Eigenschaft macht sie ideal für die Reinigung. Wenn Tenside die Oberflächenspannung des Wassers senken, machen sie die Wassermoleküle gleitfähiger, sodass sie weniger aneinander haften und leichter mit Öl und Fett reagieren.
Naturseife benötigt keine synthetischen Zusätze, um Schaum zu erzeugen oder zu reinigen, da sie ein natürliches Tensid ist. Sie erzeugt also nicht nur tollen Schaum, sondern hilft auch, fettigen Schmutz von der Haut zu entfernen – ganz natürlich!
Auch die Zutaten für ein Naturseifenstück sowie die Reifezeit beeinflussen die Schaumbildung . Öle wie Kokos- und Rizinusöl sorgen für einen schaumigen, reichhaltigen Schaum. Seifen, die hauptsächlich mit Olivenöl hergestellt werden, wie beispielsweise Kastilienseifen, hingegen erzeugen einen reichhaltigen, cremigen Schaum, anstatt schaumig zu sein. Das natürlich enthaltene Glycerin in handgemachter Seife trägt ebenfalls zu einem schönen Schaum bei.
Handgemachte Naturseife muss aushärten. Während des Aushärteprozesses verdunstet das restliche Wasser langsam, wodurch die Seife aushärtet. Wir lassen unsere Seifen je nach Rezeptur etwa 8 bis 10 Wochen aushärten. Während ein Stück handgemachte Seife bereits nach wenigen Wochen bedenkenlos verwendet werden kann, ist ein richtig ausgehärtetes Stück Naturseife milder, hält länger und produziert reichlich Schaum.
Handelsübliche Seifen und Seifenschaum
Es gibt auch viele synthetische Tenside . Syndets (synthetische Detergenzien) sind allesamt Tenside und das Wort Detergens wird oft als Synonym für das Wort Tensid verwendet.
Da zum Abwaschen von öligem Schmutz eine Art Tensid erforderlich ist, besteht das Reinigungsprodukt, das Sie für Gesicht, Körper oder Haare verwenden, aus synthetischen Tensiden, also im Grunde Reinigungsmitteln, wenn es sich nicht um echte Seife handelt oder wenn es als „seifenfrei“ angepriesen wird.
Handelsübliche „Seifen“ ( die eigentlich gar keine Seife sind ) enthalten synthetische Reinigungsmittel, die reinigen und als Schaumverstärker oder Schäumungsmittel wirken, um den reichlichen Schaum zu erzeugen, den die Verbraucher so lieben.
Diese Chemikalien sind sehr preisgünstig und viele dienen keinem anderen Zweck, als einen dicken Schaum zu erzeugen, der zum Reinigen nicht wirklich nötig ist.
Sorgen Sie also mit einer Bio-Seife für natürlichen Schaum und helfen Sie Ihrer Haut und unserem Planeten!
