- Què ésalcohol gras
Els alcohols grassos són alcohols alifàtics amb cadenes de carboni de 8 a 22 àtoms de carboni. Els alcohols grassos solen tenir un nombre parell d'àtoms de carboni i un grup hidroxil unit a l'extrem de la cadena de carboni.
Són una de les matèries primeres per als tensioactius utilitzats en detergents, amb la fórmula general ROH. Per als alcohols de grau detergent, R és generalment un grup hidrocarbur de C12 a C18. Aquests alcohols grassos amb alt contingut en carboni posseeixen inherentment propietats amfifíliques, és a dir, que les seves molècules contenen tant grups hidròfobs com cadenes d'hidrocarburs com grups hidròfils com grups hidroxil. Tanmateix, a causa de la seva molt baixa solubilitat en aigua, cal afegir grups hidròfils o convertir el grup hidroxil en un grup sulfat. Només quan el valor de l'equilibri hidròfil-lipòfil arriba al nivell requerit, de manera que el derivat d'alcohol gras guanyi suficients grups hidròfils per dissoldre's en aigua i formar agregats (micel·les), el derivat d'alcohol gras actua com a tensioactiu. Per exemple, el dodecanol és insoluble en aigua, però quan es converteix en dodecilsulfat de sodi, la seva solubilitat en aigua millora a causa de la introducció d'un grup sulfat (-SO₃⁻), cosa que li permet formar micel·les en aigua. A una certa concentració, presenta una excel·lent activitat superficial. Aprofitant aquesta propietat, s'ha produït una varietat de tensioactius amb un rendiment excepcional utilitzant alcohols grassos com a matèries primeres.
2. El procés de desenvolupament dels alcohols grassos
Inicialment, els alcohols grassos es van produir a partir d'espermaceti. Els alcohols grassos barrejats resultants, després de la sulfonació i la neutralització, van formar sulfats, que van ser un dels primers detergents aniònics. Més tard, es van desenvolupar i utilitzar com a matèries primeres l'oli de coco, l'oli de palma i el sèu de vedella, que són fonts relativament abundants. Els àcids grassos obtinguts mitjançant hidròlisi es van reduir a alcohols, denominats col·lectivament alcohols grassos naturals. Després del desenvolupament de la indústria petroquímica, els alcohols grassos produïts utilitzant productes derivats del petroli com a matèries primeres van passar a ser coneguts com a alcohols grassos sintètics. Els mètodes relativament importants per produir alcohols grassos inclouen la hidrogenació a alta pressió, el procés Ziegler i el procés de síntesi oxo. Si una màscara capil·lar conté alcohols grassos insaturats, pot reparar i nodrir els cabells; afegir alcohols grassos al gloss de llavis millora la suavitat del producte durant l'aplicació.
3. Mètode de producció d'alcohols grassos
3.1Mètode d'hidrogenació a alta pressió
Els alcohols grassos s'obtenen mitjançant hidrogenació a alta pressió utilitzant olis animals i vegetals com a matèries primeres. Industrialment, l'oli cru es pretracta primer i se sotmet a alcohòlisi (és a dir, transesterificació) per convertir-lo en àcids grassos abans de la hidrogenació. Els alcohols grassos també es poden produir mitjançant hidrogenació directa d'àcids grassos o hidrogenació després de l'esterificació. La hidrogenació directa d'àcids grassos per produir alcohols grassos imposa uns requisits materials elevats als equips.
Equació de la reacció química per a la hidrogenació d'àcids grassos a alcohols grassos:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
Equació de reacció química per a la hidrogenació d'èsters d'àcids grassos a alcohols grassos:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
El mètode d'hidrogenació a alta pressió inclou el procés de llit fix i el procés de llit suspès, però els seus processos tecnològics bàsics són idèntics.
3.2. Mètode de Ziegler
Utilitzant l'etilè com a matèria primera per reaccionar amb el trialquilalumini, es produeixen compostos d'alcòxid d'alumini mitjançant el creixement de la cadena i l'oxidació, i després s'obtenen alcohols grassos mitjançant hidròlisi, neutralització i destil·lació fraccionada.
Inventat per K. Ziegler el 1954, aquest mètode va ser aplicat comercialment per primera vegada per Continental Oil Company dels Estats Units el 1962, produint alcohols de cadena lineal de carboni parell. Les principals reaccions d'aquest mètode de producció inclouen els passos següents:
Preparació de trietilalumini (reacció d'hidrogenació i addició):
Al + H₂ + 2Al(C₂H₅)₃ → 3Al(C₂H₅)₂H
3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H₅)₃
Preparació d'alquilalumini (reacció de creixement en cadena):
Al(C₂H₅)₃ + 3nC₂H₄ → R₃Al
Preparació d'alcòxid d'alumini (reacció d'oxidació):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
Preparació d'alcohols grassos (reacció d'hidròlisi):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. Mètode de síntesi d'oxo
Les olefines, el monòxid de carboni i l'hidrogen es sintetitzen en aldehids sota condicions catalitzadores i pressuritzades. L'aldehid té un àtom de carboni més que l'olefina crua. Els alcohols grassos s'obtenen per hidrogenació dels aldehids.
Aquesta reacció d'hidroformilació d'olefines (reacció OXO) va ser descoberta pel químic alemany O. Roelen el 1938.
La reacció OXO és la següent:
Reacció d'hidroformilació
4. Aplicacions i desenvolupament del mercat de productes d'alcohol grassos
Els alcohols grassos naturals d'alta qualitat serveixen com a matèries primeres bàsiques per a productes químics fins com ara detergents, tensioactius i plastificants plàstics. A partir d'ells es fabriquen milers de productes químics fins, que s'utilitzen àmpliament en sectors com la indústria química, el petroli, la metal·lúrgia, els tèxtils, la maquinària, la mineria, la construcció, els plàstics, el cautxú, el cuir, la fabricació de paper, el transport, l'alimentació, la medicina i la salut, la indústria química diària i l'agricultura.
Els alcohols grassos es poden utilitzar per produir nombrosos derivats. Els tensioactius a base d'alcohol han estat la categoria de més ràpid creixement entre tots els tipus de tensioactius des de la dècada de 1980. Com a ingredients actius dels detergents, presenten propietats excel·lents, com ara una forta detergència, bona compatibilitat, baixa escuma, fàcil biodegradabilitat, resistència a l'aigua dura i un bon rendiment de rentat a baixa temperatura. Estan substituint gradualment els sulfonats d'alquilbenzè lineal (LAS) i l'àcid dodecilbenzèsulfònic per convertir-se en les matèries primeres dels detergents de tercera generació. Els productes més representatius aquí inclouen AEO3 a AEO9 sintetitzats a partir d'alcohols grassos i òxid d'etilè, que es poden sulfonar encara més per produir AES. Aquests tensioactius a base d'alcohol tenen una àmplia gamma d'aplicacions i una gran demanda de mercat, estan estretament relacionats amb la vida quotidiana i la millora de la qualitat de vida, i compten amb amplis mercats reals i potencials. Per tant, proporcionen un espai de desenvolupament relativament vast per a la producció d'alcohols grassos, especialment alcohols grassos naturals.
Els additius plàstics són matèries primeres auxiliars per a la indústria del plàstic, i la indústria dels additius es desenvolupa conjuntament amb la indústria del plàstic. El ràpid desenvolupament de la indústria del plàstic xinesa és ben conegut. El 1985, el consum global de diversos additius plàstics va arribar als 13 milions de tones, i els plastificants es troben entre els additius plàstics més utilitzats. Actualment, la capacitat de producció estrangera de plastificants ha superat els 4,5 milions de tones, mentre que la capacitat de la Xina ha superat les 500.000 tones. Entre els plastificants, el ftalat de dibutil (DBP) i el ftalat de dioctil (DOP) representen una part important de la producció. A més de l'anhídrid ftàlic, el butanol i l'octanol també són matèries primeres clau en la seva producció. Actualment, la Xina consumeix més de 300.000 tones de butanol i octanol anualment per produir aquests dos plastificants. Tanmateix, el butanol i l'octanol tenen cadenes de carboni relativament curtes, i els plastificants produïts a partir d'ells ja no poden satisfer les necessitats de desenvolupament de la indústria de processament de plàstics pel que fa a la resistència a la calor, la resistència a la intempèrie i l'aïllament elèctric. Actualment, s'estan provant alcohols grassos de cadena llarga com ara els alcohols C10, C12, C14, C16 i C18 per substituir el butanol i l'octanol, que poden produir productes plàstics amb una excel·lent resistència a la calor, resistència a la intempèrie i aïllament elèctric, ampliant així les aplicacions dels plàstics. Per tant, les perspectives d'aplicació dels alcohols grassos de cadena llarga en la indústria dels plastificants de plàstics són força prometedores.
Els alcohols grassos naturals tenen més avantatges que els alcohols sintètics en les aplicacions químiques diàries. Fins i tot si els seus indicadors de qualitat física i química són idèntics, els consumidors encara prefereixen els alcohols naturals, cosa que s'ha convertit en una tendència "verda" predominant. Per tant, els alcohols grassos naturals són matèries primeres ideals en la indústria cosmètica per a la producció de productes com ara sabons líquids i en pomada, pastes de dents i emulsions cosmètiques.
Data de publicació: 02-04-2026