(ફેટી આલ્કોહોલ) - સર્ફેક્ટન્ટ્સના મુખ્ય સભ્યોમાંથી એક

1. શું છેચરબીયુક્ત દારૂ

ફેટી આલ્કોહોલ એ એલિફેટિક આલ્કોહોલ છે જેમાં 8 થી 22 કાર્બન પરમાણુઓની કાર્બન સાંકળો હોય છે. ફેટી આલ્કોહોલમાં સામાન્ય રીતે સમાન સંખ્યામાં કાર્બન પરમાણુ હોય છે અને કાર્બન સાંકળના છેડા સાથે હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ જોડાયેલ હોય છે.

તેઓ ડિટર્જન્ટમાં વપરાતા સર્ફેક્ટન્ટ્સ માટેના કાચા માલમાંથી એક છે, જેનું સામાન્ય સૂત્ર ROH છે. ડિટર્જન્ટ-ગ્રેડ આલ્કોહોલ માટે, R સામાન્ય રીતે C12 થી C18 નો હાઇડ્રોકાર્બન જૂથ છે. આવા ઉચ્ચ-કાર્બન ફેટી આલ્કોહોલમાં સ્વાભાવિક રીતે એમ્ફિફિલિક ગુણધર્મો હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેમના પરમાણુઓમાં હાઇડ્રોકાર્બન સાંકળો જેવા હાઇડ્રોફોબિક જૂથો અને હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો જેવા હાઇડ્રોફિલિક જૂથો બંને હોય છે. જો કે, પાણીમાં તેમની ખૂબ ઓછી દ્રાવ્યતાને કારણે, હાઇડ્રોફિલિક જૂથો ઉમેરવા અથવા હાઇડ્રોક્સિલ જૂથને સલ્ફેટ જૂથમાં રૂપાંતરિત કરવું જરૂરી છે. જ્યારે હાઇડ્રોફિલિક-લિપોફિલિક સંતુલન મૂલ્ય જરૂરી સ્તર સુધી પહોંચે છે, જેથી ફેટી આલ્કોહોલ ડેરિવેટિવ પાણીમાં ઓગળી શકે અને એગ્રીગેટ્સ (માઇસેલ્સ) બનાવે તે માટે પૂરતા હાઇડ્રોફિલિક જૂથો મેળવે છે, શું ફેટી આલ્કોહોલ ડેરિવેટિવ સર્ફેક્ટન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડોડેકેનોલ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે, પરંતુ જ્યારે તેને સોડિયમ ડોડેસીલ સલ્ફેટમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે સલ્ફેટ જૂથ (-SO) ના પરિચયને કારણે તેની પાણીની દ્રાવ્યતા સુધરે છે.₃⁻), જે તેને પાણીમાં માઇસેલ્સ બનાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. ચોક્કસ સાંદ્રતા પર, તે ઉત્તમ સપાટી પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે. આ ગુણધર્મનો ઉપયોગ કરીને, લોકોએ કાચા માલ તરીકે ફેટી આલ્કોહોલનો ઉપયોગ કરીને ઉત્કૃષ્ટ કામગીરી સાથે વિવિધ પ્રકારના સર્ફેક્ટન્ટ્સનું ઉત્પાદન કર્યું છે.

2. ફેટી આલ્કોહોલની વિકાસ પ્રક્રિયા

શરૂઆતમાં સ્પર્મેસેટીમાંથી ફેટી આલ્કોહોલ બનાવવામાં આવતા હતા. સલ્ફોનેશન અને ન્યુટ્રલાઈઝેશન પછી, મિશ્ર ફેટી આલ્કોહોલમાંથી સલ્ફેટ બનાવવામાં આવ્યા, જે પ્રારંભિક એનિઓનિક ડિટર્જન્ટમાંના એક હતા. પાછળથી, નાળિયેર તેલ, પામ તેલ અને બીફ ટેલો, જે પ્રમાણમાં વિપુલ પ્રમાણમાં સ્ત્રોત છે, તેનો વિકાસ અને કાચા માલ તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા મેળવેલા ફેટી એસિડને પછી આલ્કોહોલમાં ઘટાડી દેવામાં આવ્યા, જેને સામૂહિક રીતે કુદરતી ફેટી આલ્કોહોલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પેટ્રોકેમિકલ ઉદ્યોગના વિકાસ પછી, પેટ્રોલિયમ ઉત્પાદનોનો કાચા માલ તરીકે ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત ફેટી આલ્કોહોલ કૃત્રિમ ફેટી આલ્કોહોલ તરીકે જાણીતા બન્યા. ફેટી આલ્કોહોલ ઉત્પન્ન કરવા માટેની પ્રમાણમાં મહત્વપૂર્ણ પદ્ધતિઓમાં ઉચ્ચ-દબાણ હાઇડ્રોજનેશન, ઝીગલર પ્રક્રિયા અને ઓક્સો સંશ્લેષણ પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. જો વાળના માસ્કમાં અસંતૃપ્ત ફેટી આલ્કોહોલ હોય, તો તે વાળને સમારકામ અને પોષણ આપી શકે છે; લિપ ગ્લોસમાં ફેટી આલ્કોહોલ ઉમેરવાથી એપ્લિકેશન દરમિયાન ઉત્પાદનની સરળતા વધે છે.

૩. ફેટી આલ્કોહોલનું ઉત્પાદન પદ્ધતિ

૩.૧ઉચ્ચ-દબાણ હાઇડ્રોજન પદ્ધતિ

ફેટી આલ્કોહોલ ઉચ્ચ-દબાણવાળા હાઇડ્રોજનેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે જેમાં પ્રાણી અને વનસ્પતિ તેલનો કાચા માલ તરીકે ઉપયોગ થાય છે. ઔદ્યોગિક રીતે, કાચા તેલને પહેલા પ્રીટ્રીટ કરવામાં આવે છે અને હાઇડ્રોજનેશન પહેલાં તેને ફેટી એસિડમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે આલ્કોહોલિસિસ (એટલે ​​કે, ટ્રાન્સએસ્ટેરિફિકેશન) કરવામાં આવે છે. ફેટી આલ્કોહોલ ફેટી એસિડના સીધા હાઇડ્રોજનેશન દ્વારા અથવા એસ્ટરિફિકેશન પછી હાઇડ્રોજનેશન દ્વારા પણ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. ફેટી આલ્કોહોલ ઉત્પન્ન કરવા માટે ફેટી એસિડનું સીધું હાઇડ્રોજનેશન સાધનો પર ઉચ્ચ સામગ્રીની આવશ્યકતાઓ લાદે છે.

ફેટી એસિડના ફેટી આલ્કોહોલમાં હાઇડ્રોજનીકરણ માટે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા સમીકરણ:

RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O

ફેટી એસિડ એસ્ટરના ફેટી આલ્કોહોલમાં હાઇડ્રોજનીકરણ માટે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા સમીકરણ:

RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH

ઉચ્ચ-દબાણ હાઇડ્રોજનેશન પદ્ધતિમાં ફિક્સ્ડ-બેડ પ્રક્રિયા અને સસ્પેન્ડેડ-બેડ પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ તેમની મૂળભૂત તકનીકી પ્રક્રિયાઓ સમાન છે.

3.2. ઝીગલર પદ્ધતિ

ટ્રાયલકીલાયુમિનિયમ સાથે પ્રતિક્રિયા આપવા માટે કાચા માલ તરીકે ઇથિલિનનો ઉપયોગ કરીને, એલ્યુમિનિયમ આલ્કોક્સાઇડ સંયોજનો સાંકળ વૃદ્ધિ અને ઓક્સિડેશન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, અને પછી ફેટી આલ્કોહોલ હાઇડ્રોલિસિસ, ન્યુટ્રલાઇઝેશન અને ફ્રેક્શનલ ડિસ્ટિલેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

૧૯૫૪માં કે. ઝિગલર દ્વારા શોધાયેલ, આ પદ્ધતિ સૌપ્રથમ ૧૯૬૨માં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સની કોન્ટિનેન્ટલ ઓઇલ કંપની દ્વારા વ્યાપારી રીતે લાગુ કરવામાં આવી હતી, જેનાથી સીધી-સાંકળ સમાન-કાર્બન આલ્કોહોલનું ઉત્પાદન થયું હતું. આ ઉત્પાદન પદ્ધતિની મુખ્ય પ્રતિક્રિયાઓમાં નીચેના પગલાં શામેલ છે:

ટ્રાયઇથિલ એલ્યુમિનિયમની તૈયારી (હાઇડ્રોજનેશન અને ઉમેરણ પ્રતિક્રિયા):

Al + H₂ + 2Al(C₂H₅)₃ → 3Al(C₂H₅)₂H

3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H₅)₃

આલ્કીલેયુમિનિયમની તૈયારી (સાંકળ વૃદ્ધિ પ્રતિક્રિયા):

Al(C₂H₅)₃ + 3nC₂H₄ → R₃Al

એલ્યુમિનિયમ આલ્કોક્સાઇડ (ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા) ની તૈયારી:

R₃Al + O₂ → Al(OR)₃

ફેટી આલ્કોહોલની તૈયારી (હાઇડ્રોલિસિસ પ્રતિક્રિયા):

Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH

or

Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH

3.૩. ઓક્સો સિન્થેસિસ પદ્ધતિ

ઉત્પ્રેરક અને દબાણયુક્ત પરિસ્થિતિઓમાં ઓલેફિન્સ, કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજનનું સંશ્લેષણ એલ્ડીહાઇડ્સમાં થાય છે. એલ્ડીહાઇડમાં કાચા ઓલેફિન કરતાં એક કાર્બન અણુ વધુ હોય છે. એલ્ડીહાઇડ્સના હાઇડ્રોજનેશન દ્વારા ફેટી આલ્કોહોલ મેળવવામાં આવે છે.

આ ઓલેફિન હાઇડ્રોફોર્મિલેશન પ્રતિક્રિયા (OXO પ્રતિક્રિયા) 1938 માં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી ઓ. રોલેન દ્વારા શોધાઈ હતી.

OXO પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ છે:

હાઇડ્રોફોર્મિલેશન પ્રતિક્રિયા

૪. ફેટી આલ્કોહોલ પ્રોડક્ટ્સના ઉપયોગ અને બજાર વિકાસ

કુદરતી ઉચ્ચ-ગ્રેડ ફેટી આલ્કોહોલ ડિટર્જન્ટ, સર્ફેક્ટન્ટ્સ અને પ્લાસ્ટિક પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ જેવા બારીક રાસાયણિક ઉત્પાદનો માટે મૂળભૂત કાચા માલ તરીકે સેવા આપે છે. તેમાંથી હજારો બારીક રાસાયણિક ઉત્પાદનો બનાવવામાં આવે છે, જેનો વ્યાપકપણે રાસાયણિક ઉદ્યોગ, પેટ્રોલિયમ, ધાતુશાસ્ત્ર, કાપડ, મશીનરી, ખાણકામ, બાંધકામ, પ્લાસ્ટિક, રબર, ચામડું, કાગળ બનાવવું, પરિવહન, ખોરાક, દવા અને આરોગ્ય, દૈનિક રાસાયણિક ઉદ્યોગ અને કૃષિ સહિતના ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે.

ફેટી આલ્કોહોલનો ઉપયોગ અસંખ્ય ડેરિવેટિવ્ઝ બનાવવા માટે થઈ શકે છે. 1980 ના દાયકાથી આલ્કોહોલ-આધારિત સર્ફેક્ટન્ટ્સ તમામ પ્રકારના સર્ફેક્ટન્ટ્સમાં સૌથી ઝડપથી વિકસતી શ્રેણી રહી છે. સક્રિય ડિટર્જન્ટ ઘટકો તરીકે, તેમાં ઉત્તમ ગુણધર્મો છે જેમાં મજબૂત ડિટરજન્સી, સારી સુસંગતતા, ઓછી ફોમિંગ, તૈયાર બાયોડિગ્રેડેબિલિટી, સખત પાણી પ્રતિકાર અને ઓછા તાપમાનવાળા પાણીમાં સારી ધોવાની કામગીરીનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ ધીમે ધીમે ત્રીજી પેઢીના ડિટર્જન્ટ કાચા માલ બનવા માટે રેખીય આલ્કિલબેન્ઝીન સલ્ફોનેટ્સ (LAS) અને ડોડેસીલબેન્ઝીનસલ્ફોનિક એસિડને બદલી રહ્યા છે. અહીં સૌથી પ્રતિનિધિ ઉત્પાદનોમાં ફેટી આલ્કોહોલ અને ઇથિલિન ઓક્સાઇડમાંથી સંશ્લેષિત AEO3 થી AEO9 શામેલ છે, જેને AES ઉત્પન્ન કરવા માટે વધુ સલ્ફોનેટ કરી શકાય છે. આ આલ્કોહોલ-આધારિત સર્ફેક્ટન્ટ્સમાં એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી અને મોટી બજાર માંગ છે, તે રોજિંદા જીવન અને જીવન ગુણવત્તામાં સુધારો સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે, અને વ્યાપક વાસ્તવિક અને સંભવિત બજારો ધરાવે છે. તેથી, તેઓ ફેટી આલ્કોહોલ, ખાસ કરીને કુદરતી ફેટી આલ્કોહોલના ઉત્પાદન માટે પ્રમાણમાં વિશાળ વિકાસ અવકાશ પૂરો પાડે છે.

પ્લાસ્ટિક ઉદ્યોગ માટે પ્લાસ્ટિક એડિટિવ્સ એ સહાયક કાચો માલ છે, અને એડિટિવ ઉદ્યોગ પ્લાસ્ટિક ઉદ્યોગ સાથે મળીને વિકાસ પામે છે. ચીનના પ્લાસ્ટિક ઉદ્યોગનો ઝડપી વિકાસ જાણીતો છે. 1985 માં, વિવિધ પ્લાસ્ટિક એડિટિવ્સનો વૈશ્વિક વપરાશ 13 મિલિયન ટન સુધી પહોંચ્યો હતો, અને પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા પ્લાસ્ટિક એડિટિવ્સમાંનો એક છે. હાલમાં, પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સની વિદેશી ઉત્પાદન ક્ષમતા 4.5 મિલિયન ટનથી વધુ થઈ ગઈ છે, જ્યારે ચીનની ક્ષમતા 500,000 ટનને વટાવી ગઈ છે. પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સમાં, ડિબ્યુટાઇલ ફેથલેટ (DBP) અને ડાયોક્ટાઇલ ફેથલેટ (DOP) આઉટપુટનો મોટો હિસ્સો ધરાવે છે. ફેથલિક એનહાઇડ્રાઇડ ઉપરાંત, બ્યુટેનોલ અને ઓક્ટેનોલ પણ તેમના ઉત્પાદનમાં મુખ્ય કાચો માલ છે. હાલમાં, ચીન આ બે પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સનું ઉત્પાદન કરવા માટે વાર્ષિક 300,000 ટનથી વધુ બ્યુટેનોલ અને ઓક્ટેનોલનો ઉપયોગ કરે છે. જોકે, બ્યુટેનોલ અને ઓક્ટેનોલમાં પ્રમાણમાં ટૂંકી કાર્બન સાંકળો હોય છે, અને તેમાંથી ઉત્પાદિત પ્લાસ્ટિસાઇઝર્સ હવે ગરમી પ્રતિકાર, હવામાન પ્રતિકાર અને વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશનની દ્રષ્ટિએ પ્લાસ્ટિક પ્રોસેસિંગ ઉદ્યોગની વિકાસ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકતા નથી. હાલમાં, બ્યુટેનોલ અને ઓક્ટેનોલને બદલવા માટે C10, C12, C14, C16 અને C18 આલ્કોહોલ જેવા લાંબા-સાંકળવાળા ફેટી આલ્કોહોલનું પરીક્ષણ કરવામાં આવી રહ્યું છે, જે ઉત્તમ ગરમી પ્રતિકાર, હવામાન પ્રતિકાર અને વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન સાથે પ્લાસ્ટિક ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે, આમ પ્લાસ્ટિકના ઉપયોગનો વિસ્તાર થાય છે. તેથી, પ્લાસ્ટિક પ્લાસ્ટિસાઇઝર ઉદ્યોગમાં લાંબા-સાંકળવાળા ફેટી આલ્કોહોલના ઉપયોગની સંભાવનાઓ ખૂબ આશાસ્પદ છે.

રોજિંદા રાસાયણિક ઉપયોગોમાં કૃત્રિમ આલ્કોહોલ કરતાં કુદરતી ફેટી આલ્કોહોલના વધુ ફાયદા છે. ભલે તેમના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણવત્તા સૂચકાંકો સમાન હોય, ગ્રાહકો હજુ પણ કુદરતી આલ્કોહોલ પસંદ કરે છે, જે એક પ્રચલિત "લીલો" ટ્રેન્ડ બની ગયો છે. તેથી, પ્રવાહી અને મલમ સાબુ, ટૂથપેસ્ટ અને કોસ્મેટિક ઇમલ્સન જેવા ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે કોસ્મેટિક્સ ઉદ્યોગમાં કુદરતી ફેટી આલ્કોહોલ આદર્શ કાચો માલ છે.