(फैटी अल्कोहल) – सर्फेक्टेंट के प्रमुख सदस्यों में से एक

1. क्या हैवसायुक्त अल्कोहल

वसायुक्त अल्कोहल 8 से 22 कार्बन परमाणुओं की कार्बन श्रृंखला वाले एलिफैटिक अल्कोहल होते हैं। वसायुक्त अल्कोहल में आमतौर पर कार्बन परमाणुओं की संख्या सम होती है और कार्बन श्रृंखला के अंत में एक हाइड्रॉक्सिल समूह जुड़ा होता है।

डिटर्जेंट में प्रयुक्त सर्फेक्टेंट के कच्चे माल में से एक, इनका सामान्य सूत्र ROH होता है। डिटर्जेंट-ग्रेड अल्कोहल के लिए, R आमतौर पर C12 से C18 तक का हाइड्रोकार्बन समूह होता है। ऐसे उच्च-कार्बन वसायुक्त अल्कोहल में स्वाभाविक रूप से एम्फीफिलिक गुण होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनके अणुओं में हाइड्रोफोबिक समूह जैसे हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाएं और हाइड्रोफिलिक समूह जैसे हाइड्रॉक्सिल समूह दोनों मौजूद होते हैं। हालांकि, पानी में इनकी बहुत कम घुलनशीलता के कारण, हाइड्रोफिलिक समूह जोड़ना या हाइड्रॉक्सिल समूह को सल्फेट समूह में परिवर्तित करना आवश्यक होता है। केवल तभी जब हाइड्रोफिलिक-लिपोफिलिक संतुलन का मान आवश्यक स्तर तक पहुंच जाता है, जिससे वसायुक्त अल्कोहल व्युत्पन्न पानी में घुलने और समुच्चय (माइसेल) बनाने के लिए पर्याप्त हाइड्रोफिलिक समूह प्राप्त कर लेता है, तभी वसायुक्त अल्कोहल व्युत्पन्न सर्फेक्टेंट के रूप में कार्य करता है। उदाहरण के लिए, डोडेकानोल पानी में अघुलनशील है, लेकिन जब इसे सोडियम डोडेसिल सल्फेट में परिवर्तित किया जाता है, तो सल्फेट समूह (-SO₄²⁻) के जुड़ने से इसकी जल घुलनशीलता में सुधार होता है।₃⁻इसके कारण यह जल में माइसेल्स बना सकता है। एक निश्चित सांद्रता पर, यह उत्कृष्ट सतही सक्रियता प्रदर्शित करता है। इस गुण का लाभ उठाते हुए, लोगों ने वसायुक्त अल्कोहल को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके उत्कृष्ट प्रदर्शन वाले विभिन्न प्रकार के सर्फेक्टेंट तैयार किए हैं।

2. वसायुक्त अल्कोहलों की विकास प्रक्रिया

वसायुक्त अल्कोहल का उत्पादन प्रारंभ में शुक्राणुकोष से किया गया था। सल्फोनीकरण और उदासीनीकरण के बाद प्राप्त मिश्रित वसायुक्त अल्कोहल से सल्फेट बनते थे, जो प्रारंभिक आयनिक डिटर्जेंट में से एक थे। बाद में, नारियल तेल, ताड़ का तेल और गोमांस की चर्बी, जो अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में उपलब्ध स्रोत हैं, को कच्चे माल के रूप में विकसित और उपयोग किया गया। जल अपघटन द्वारा प्राप्त वसा अम्लों को अल्कोहल में परिवर्तित किया गया, जिन्हें सामूहिक रूप से प्राकृतिक वसायुक्त अल्कोहल कहा जाता है। पेट्रोकेमिकल उद्योग के विकास के बाद, पेट्रोलियम उत्पादों को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके उत्पादित वसायुक्त अल्कोहल को कृत्रिम वसायुक्त अल्कोहल के रूप में जाना जाने लगा। वसायुक्त अल्कोहल के उत्पादन की अपेक्षाकृत महत्वपूर्ण विधियों में उच्च दाब हाइड्रोजनीकरण, ज़िग्लर प्रक्रिया और ऑक्सो संश्लेषण प्रक्रिया शामिल हैं। यदि किसी हेयर मास्क में असंतृप्त वसायुक्त अल्कोहल होते हैं, तो यह बालों की मरम्मत और पोषण कर सकता है; लिप ग्लॉस में वसायुक्त अल्कोहल मिलाने से लगाने के दौरान उत्पाद की चिकनाई बढ़ जाती है।

3. वसायुक्त अल्कोहल के उत्पादन की विधि

3.1उच्च दाब हाइड्रोजनीकरण विधि

वसायुक्त अल्कोहल पशु और वनस्पति तेलों को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके उच्च दाब वाले हाइड्रोजनीकरण द्वारा प्राप्त किए जाते हैं। औद्योगिक रूप से, हाइड्रोजनीकरण से पहले कच्चे तेल को पूर्व-उपचारित किया जाता है और उसे वसायुक्त अम्लों में परिवर्तित करने के लिए अल्कोहलिसिस (अर्थात ट्रांसएस्टरीफिकेशन) से गुज़ारा जाता है। वसायुक्त अल्कोहल का उत्पादन वसायुक्त अम्लों के सीधे हाइड्रोजनीकरण या एस्टरीफिकेशन के बाद हाइड्रोजनीकरण द्वारा भी किया जा सकता है। वसायुक्त अम्लों के सीधे हाइड्रोजनीकरण से वसायुक्त अल्कोहल के उत्पादन के लिए उपकरणों पर उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री की आवश्यकता होती है।

वसा अम्लों के हाइड्रोजनीकरण द्वारा वसायुक्त अल्कोहलों के निर्माण की रासायनिक अभिक्रिया का समीकरण:

RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O

वसा अम्ल एस्टर के हाइड्रोजनीकरण द्वारा वसा अल्कोहल में परिवर्तित होने की रासायनिक अभिक्रिया का समीकरण:

RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH

उच्च दाब हाइड्रोजनीकरण विधि में स्थिर-बिस्तर प्रक्रिया और निलंबित-बिस्तर प्रक्रिया शामिल हैं, लेकिन उनकी मूलभूत तकनीकी प्रक्रियाएं समान हैं।

3.2. ज़िग्लर विधि

ट्राइअल्काइलएल्युमिनियम के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए एथिलीन को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके, श्रृंखला वृद्धि और ऑक्सीकरण के माध्यम से एल्युमिनियम एल्कोक्साइड यौगिकों का उत्पादन किया जाता है, और फिर जल अपघटन, उदासीनीकरण और आंशिक आसवन के माध्यम से वसायुक्त अल्कोहल प्राप्त किए जाते हैं।

के. ज़िग्लर द्वारा 1954 में आविष्कृत इस विधि का सर्वप्रथम व्यावसायिक अनुप्रयोग 1962 में संयुक्त राज्य अमेरिका की कॉन्टिनेंटल ऑयल कंपनी द्वारा किया गया, जिससे सीधी श्रृंखला वाले सम-कार्बन अल्कोहल का उत्पादन हुआ। इस उत्पादन विधि की मुख्य अभिक्रियाओं में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

ट्राईएथिलएल्युमिनियम का निर्माण (हाइड्रोजनीकरण और योगात्मक अभिक्रिया):

Al + H₂ + 2Al(C₂H₅)₃ → 3Al(C₂H₅)₂H

3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H₅)₃

एल्काइलएल्युमिनियम का निर्माण (श्रृंखला वृद्धि अभिक्रिया):

Al(C₂H₅)₃ + 3nC₂H₄ → R₃Al

एल्युमिनियम एल्कोक्साइड का निर्माण (ऑक्सीकरण अभिक्रिया):

R₃Al + O₂ → Al(OR)₃

वसायुक्त अल्कोहलों का निर्माण (जल अपघटन अभिक्रिया):

Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH

or

Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH

3.3. ऑक्सो संश्लेषण विधि

उत्प्रेरक और दबाव की स्थिति में ओलेफिन, कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन को संश्लेषित करके एल्डिहाइड बनाए जाते हैं। एल्डिहाइड में मूल ओलेफिन की तुलना में एक कार्बन परमाणु अधिक होता है। एल्डिहाइड के हाइड्रोजनीकरण से वसायुक्त अल्कोहल प्राप्त होते हैं।

इस ओलेफिन हाइड्रोफॉर्मिलेशन प्रतिक्रिया (ऑक्सो प्रतिक्रिया) की खोज जर्मन रसायनज्ञ ओ. रोलेन ने 1938 में की थी।

OXO अभिक्रिया इस प्रकार है:

हाइड्रोफॉर्मिलेशन प्रतिक्रिया

4. वसायुक्त अल्कोहल उत्पादों के अनुप्रयोग और बाजार विकास

प्राकृतिक उच्च श्रेणी के वसायुक्त अल्कोहल डिटर्जेंट, सर्फेक्टेंट और प्लास्टिक प्लास्टिसाइज़र जैसे उत्तम रासायनिक उत्पादों के लिए बुनियादी कच्चे माल के रूप में कार्य करते हैं। इनसे हजारों उत्तम रासायनिक उत्पाद निर्मित होते हैं, जिनका व्यापक रूप से रसायन उद्योग, पेट्रोलियम, धातु विज्ञान, वस्त्र, मशीनरी, खनन, निर्माण, प्लास्टिक, रबर, चमड़ा, कागज निर्माण, परिवहन, खाद्य, औषधि एवं स्वास्थ्य, दैनिक रसायन उद्योग और कृषि सहित विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

वसायुक्त अल्कोहल का उपयोग कई प्रकार के व्युत्पन्न बनाने के लिए किया जा सकता है। 1980 के दशक से सभी प्रकार के सर्फेक्टेंट में अल्कोहल-आधारित सर्फेक्टेंट सबसे तेजी से विकसित होने वाली श्रेणी रही है। सक्रिय डिटर्जेंट अवयवों के रूप में, इनमें उत्कृष्ट गुण होते हैं, जिनमें प्रबल सफाई क्षमता, अच्छी अनुकूलता, कम झाग, आसानी से जैव अपघटनीयता, कठोर जल प्रतिरोध और कम तापमान वाले पानी में बेहतर धुलाई प्रदर्शन शामिल हैं। ये धीरे-धीरे लीनियर एल्काइलबेंजीन सल्फोनेट (LAS) और डोडेसिलबेंजीनसल्फोनीक अम्ल की जगह लेकर तीसरी पीढ़ी के डिटर्जेंट कच्चे माल बन रहे हैं। इनमें सबसे प्रमुख उत्पाद वसायुक्त अल्कोहल और एथिलीन ऑक्साइड से संश्लेषित AEO3 से AEO9 हैं, जिन्हें आगे सल्फोनेट करके AES बनाया जा सकता है। इन अल्कोहल-आधारित सर्फेक्टेंट के अनुप्रयोगों की व्यापक श्रृंखला और बाजार में भारी मांग है, ये दैनिक जीवन और जीवन स्तर में सुधार से निकटता से जुड़े हैं, और इनके वास्तविक और संभावित बाजार व्यापक हैं। इसलिए, ये वसायुक्त अल्कोहल, विशेष रूप से प्राकृतिक वसायुक्त अल्कोहल के उत्पादन के लिए अपेक्षाकृत विशाल विकास क्षेत्र प्रदान करते हैं।

प्लास्टिक योजक पदार्थ प्लास्टिक उद्योग के लिए सहायक कच्चे माल हैं, और योजक उद्योग प्लास्टिक उद्योग के साथ-साथ विकसित हो रहा है। चीन के प्लास्टिक उद्योग का तीव्र विकास सर्वविदित है। 1985 में, विभिन्न प्लास्टिक योजक पदार्थों की वैश्विक खपत 13 मिलियन टन तक पहुँच गई थी, और प्लास्टिसाइज़र सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्लास्टिक योजक पदार्थों में से हैं। वर्तमान में, प्लास्टिसाइज़र की विदेशी उत्पादन क्षमता 45 लाख टन से अधिक हो गई है, जबकि चीन की क्षमता 5 लाख टन से अधिक है। प्लास्टिसाइज़र में, डाइब्यूटाइल थैलेट (डीबीपी) और डायोक्टाइल थैलेट (डीओपी) उत्पादन का एक बड़ा हिस्सा हैं। थैलिक एनहाइड्राइड के अलावा, ब्यूटेनॉल और ऑक्टेनॉल भी इनके उत्पादन में प्रमुख कच्चे माल हैं। वर्तमान में, चीन इन दोनों प्लास्टिसाइज़र के उत्पादन के लिए प्रतिवर्ष 3 लाख टन से अधिक ब्यूटेनॉल और ऑक्टेनॉल की खपत करता है। हालांकि, ब्यूटेनॉल और ऑक्टेनॉल में कार्बन श्रृंखलाएं अपेक्षाकृत छोटी होती हैं, और इनसे उत्पादित प्लास्टिसाइज़र अब ताप प्रतिरोध, मौसम प्रतिरोध और विद्युत इन्सुलेशन के मामले में प्लास्टिक प्रसंस्करण उद्योग की विकास संबंधी आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर पाते हैं। वर्तमान में, ब्यूटेनॉल और ऑक्टेनॉल के स्थान पर C10, C12, C14, C16 और C18 जैसे लंबी श्रृंखला वाले वसायुक्त अल्कोहलों का परीक्षण किया जा रहा है, जिनसे उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध, मौसम प्रतिरोध और विद्युत इन्सुलेशन वाले प्लास्टिक उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं, जिससे प्लास्टिक के अनुप्रयोगों का विस्तार होता है। इसलिए, प्लास्टिक प्लास्टिसाइज़र उद्योग में लंबी श्रृंखला वाले वसायुक्त अल्कोहलों के अनुप्रयोग की संभावनाएं काफी आशाजनक हैं।

दैनिक रासायनिक अनुप्रयोगों में प्राकृतिक वसायुक्त अल्कोहल, कृत्रिम अल्कोहल की तुलना में अधिक लाभकारी होते हैं। भले ही उनके भौतिक और रासायनिक गुणधर्म समान हों, उपभोक्ता फिर भी प्राकृतिक अल्कोहल को ही प्राथमिकता देते हैं, जो एक प्रचलित "पर्यावरण-अनुकूल" प्रवृत्ति बन गई है। अतः, प्राकृतिक वसायुक्त अल्कोहल, सौंदर्य प्रसाधन उद्योग में तरल और मलहम साबुन, टूथपेस्ट और कॉस्मेटिक इमल्शन जैसे उत्पादों के उत्पादन के लिए आदर्श कच्चा माल हैं।