- Co jemastný alkohol
Mastné alkoholy jsou alifatické alkoholy s uhlíkovými řetězci o 8 až 22 atomech uhlíku. Mastné alkoholy mají obvykle sudý počet atomů uhlíku a hydroxylovou skupinu připojenou na konec uhlíkového řetězce.
Jsou jednou ze surovin pro povrchově aktivní látky používané v detergentech s obecným vzorcem ROH. U alkoholů detergentní kvality je R obvykle uhlovodíková skupina C12 až C18. Takové mastné alkoholy s vysokým obsahem uhlíku mají inherentně amfifilní vlastnosti, což znamená, že jejich molekuly obsahují jak hydrofobní skupiny, jako jsou uhlovodíkové řetězce, tak hydrofilní skupiny, jako jsou hydroxylové skupiny. Vzhledem k jejich velmi nízké rozpustnosti ve vodě je však nutné přidat hydrofilní skupiny nebo převést hydroxylovou skupinu na sulfátovou skupinu. Pouze tehdy, když hodnota hydrofilně-lipofilní rovnováhy dosáhne požadované úrovně, aby derivát mastného alkoholu získal dostatek hydrofilních skupin k rozpuštění ve vodě a tvorbě agregátů (micel), působí derivát mastného alkoholu jako povrchově aktivní látka. Například dodekanol je nerozpustný ve vodě, ale když se přemění na dodecylsulfát sodný, jeho rozpustnost ve vodě se zlepší díky zavedení sulfátové skupiny (-SO₃⁻), což mu umožňuje tvořit micely ve vodě. Při určité koncentraci vykazuje vynikající povrchovou aktivitu. Díky této vlastnosti lidé vyrobili řadu povrchově aktivních látek s vynikajícím výkonem za použití mastných alkoholů jako surovin.
2. Proces vývoje mastných alkoholů
Mastné alkoholy se původně vyráběly ze spermacetu. Výsledné směsné mastné alkoholy po sulfonaci a neutralizaci tvořily sulfáty, které byly jedním z prvních aniontových detergentů. Později byly vyvinuty a jako suroviny použity kokosový olej, palmový olej a hovězí lůj, které jsou relativně hojnými zdroji. Mastné kyseliny získané hydrolýzou byly poté redukovány na alkoholy, souhrnně označované jako přírodní mastné alkoholy. S rozvojem petrochemického průmyslu se mastné alkoholy vyrobené s použitím ropných produktů jako surovin staly známými jako syntetické mastné alkoholy. Mezi relativně důležité metody výroby mastných alkoholů patří vysokotlaká hydrogenace, Zieglerův proces a proces oxosyntézy. Pokud vlasová maska obsahuje nenasycené mastné alkoholy, může vlasy opravit a vyživit; přidání mastných alkoholů do lesku na rty zvyšuje hladkost produktu během aplikace.
3. Způsob výroby mastných alkoholů
3.1Metoda vysokotlaké hydrogenace
Mastné alkoholy se získávají vysokotlakou hydrogenací za použití živočišných a rostlinných olejů jako surovin. Průmyslově se surový olej nejprve předběžně upraví a podrobí alkoholýze (tj. transesterifikaci), aby se před hydrogenací přeměnil na mastné kyseliny. Mastné alkoholy lze také vyrábět přímou hydrogenací mastných kyselin nebo hydrogenací po esterifikaci. Přímá hydrogenace mastných kyselin za účelem výroby mastných alkoholů klade vysoké materiálové nároky na zařízení.
Rovnice chemické reakce pro hydrogenaci mastných kyselin na mastné alkoholy:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
Rovnice chemické reakce pro hydrogenaci esterů mastných kyselin na mastné alkoholy:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
Metoda vysokotlaké hydrogenace zahrnuje proces s pevným ložem a proces se suspendovaným ložem, ale jejich základní technologické postupy jsou identické.
3.2. Zieglerova metoda
Použitím ethylenu jako suroviny pro reakci s trialkylaluminiem se vyrábějí sloučeniny alkoxidu hlinitého růstem řetězce a oxidací a poté se hydrolýzou, neutralizací a frakční destilací získají mastné alkoholy.
Tuto metodu, vynalezenou K. Zieglerem v roce 1954, poprvé komerčně aplikovala společnost Continental Oil Company ve Spojených státech v roce 1962, čímž vznikly alkoholy s přímým řetězcem a sudými uhlíky. Hlavní reakce této výrobní metody zahrnují následující kroky:
Příprava triethylaluminia (hydrogenace a adiční reakce):
Al + H2 + 2Al(C2H5)3 → 3Al(C2H5)₂H
3Al(C2H5)2H + 3C2H4 → 3Al(C2H5)3
Příprava alkylaluminia (řetězcová růstová reakce):
Al(C2H5)3 + 3nC2H4 → R3Al
Příprava alkoxidu hlinitého (oxidační reakce):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
Příprava mastných alkoholů (hydrolýza):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. Metoda syntézy oxokyselin
Olefiny, oxid uhelnatý a vodík se syntetizují na aldehydy za působení katalyzátoru a pod tlakem. Aldehyd má o jeden atom uhlíku více než surový olefin. Mastné alkoholy se získávají hydrogenací aldehydů.
Tuto hydroformylační reakci olefinů (OXO reakce) objevil v roce 1938 německý chemik O. Roelen.
Reakce OXO probíhá následovně:
Hydroformylační reakce
4. Aplikace a vývoj trhu s produkty s obsahem mastných alkoholů
Přírodní vysoce kvalitní mastné alkoholy slouží jako základní suroviny pro produkty jemné chemie, jako jsou detergenty, povrchově aktivní látky a plastifikátory. Vyrábějí se z nich tisíce produktů jemné chemie, které se široce používají v odvětvích, jako je chemický průmysl, ropný průmysl, hutnictví, textilní průmysl, strojírenství, těžba, stavebnictví, plasty, gumárenství, kůže, papírenství, doprava, potravinářství, lékařství a zdravotnictví, každodenní chemický průmysl a zemědělství.
Mastné alkoholy lze použít k výrobě řady derivátů. Povrchově aktivní látky na bázi alkoholu jsou od 80. let 20. století nejrychleji rostoucí kategorií mezi všemi typy povrchově aktivních látek. Jako aktivní složky detergentů se vyznačují vynikajícími vlastnostmi, včetně silné detergence, dobré kompatibility, nízké pěnivosti, snadné biologické odbouratelnosti, odolnosti vůči tvrdé vodě a dobrého pracího účinku při nízkých teplotách. Postupně nahrazují lineární alkylbenzensulfonáty (LAS) a kyselinu dodecylbenzensulfonovou a stávají se surovinami pro detergenty třetí generace. Mezi nejreprezentativnější produkty patří AEO3 až AEO9 syntetizované z mastných alkoholů a ethylenoxidu, které lze dále sulfonovat za vzniku AES. Tyto povrchově aktivní látky na bázi alkoholu mají širokou škálu uplatnění a velkou poptávku na trhu, úzce souvisejí s každodenním životem a zlepšováním kvality života a pyšní se širokými skutečnými i potenciálními trhy. Proto poskytují relativně velký prostor pro rozvoj výroby mastných alkoholů, zejména přírodních mastných alkoholů.
Plastové přísady jsou pomocnými surovinami pro plastikářský průmysl a aditivní průmysl se s ním rozvíjí. Rychlý rozvoj čínského plastikářského průmyslu je dobře známý. V roce 1985 dosáhla celosvětová spotřeba různých plastových přísad 13 milionů tun a změkčovadla patří mezi nejpoužívanější plastové přísady. V současné době zahraniční výrobní kapacita změkčovadel překročila 4,5 milionu tun, zatímco čínská kapacita překročila 500 000 tun. Mezi změkčovadly tvoří dibutylftalát (DBP) a dioktylftalát (DOP) hlavní podíl produkce. Kromě anhydridu kyseliny ftalové jsou klíčovými surovinami pro jejich výrobu také butanol a oktanol. V současné době Čína spotřebuje ročně více než 300 000 tun butanolu a oktanolu na výrobu těchto dvou změkčovadel. Butanol a oktanol však mají relativně krátké uhlíkové řetězce a změkčovadla z nich vyrobená již nemohou uspokojit potřeby vývoje plastikářského průmyslu, pokud jde o tepelnou odolnost, odolnost proti povětrnostním vlivům a elektrickou izolaci. V současné době se testují mastné alkoholy s dlouhým řetězcem, jako jsou alkoholy C10, C12, C14, C16 a C18, jako náhrada butanolu a oktanolu. Tyto alkoholy mohou být použity k výrobě plastových výrobků s vynikající tepelnou odolností, odolností proti povětrnostním vlivům a elektrickou izolací, čímž se rozšiřuje jejich využití. Vyhlídky na použití mastných alkoholů s dlouhým řetězcem v průmyslu plastifikátorů jsou proto poměrně slibné.
Přírodní mastné alkoholy mají v každodenních chemických aplikacích více výhod než syntetické alkoholy. I když jsou jejich fyzikální a chemické ukazatele kvality shodné, spotřebitelé stále preferují přírodní alkoholy, což se stalo převládajícím „zeleným“ trendem. Přírodní mastné alkoholy jsou proto ideální surovinou v kosmetickém průmyslu pro výrobu produktů, jako jsou tekutá a mastná mýdla, zubní pasty a kosmetické emulze.
Čas zveřejnění: 2. dubna 2026