- Hvað erfeitur alkóhól
Fitualkóhólar eru alifatískir alkóhólar með kolefniskeðjur sem innihalda 8 til 22 kolefnisatóm. Fitualkóhólar hafa yfirleitt jafnan fjölda kolefnisatóma og hýdroxýlhóp tengdan við enda kolefniskeðjunnar.
Þau eru eitt af hráefnunum fyrir yfirborðsvirk efni sem notuð eru í þvottaefnum, með almennu formúlunni ROH. Fyrir alkóhól í þvottaefnaflokki er R almennt kolvetnishópur frá C12 til C18. Slíkir kolefnisríkir fitualkóhólar hafa í eðli sínu amfífíla eiginleika, sem þýðir að sameindir þeirra innihalda bæði vatnsfælna hópa eins og kolvetniskeðjur og vatnssækna hópa eins og hýdroxýlhópa. Hins vegar, vegna mjög lítillar leysni þeirra í vatni, er nauðsynlegt að bæta við vatnssæknum hópum eða breyta hýdroxýlhópnum í súlfathóp. Aðeins þegar vatnssækni-fitusækni jafnvægið nær nauðsynlegu stigi, þannig að fitualkóhólafleiðan fái nægilega vatnssækna hópa til að leysast upp í vatni og mynda agnir (mísellur), virkar fitualkóhólafleiðan sem yfirborðsvirkt efni. Til dæmis er dódekanól óleysanlegt í vatni, en þegar það er breytt í natríumdódesýlsúlfat batnar vatnsleysni þess vegna innleiðingar súlfathóps (-SO4).₃⁻), sem gerir því kleift að mynda mísellur í vatni. Við ákveðinn styrk sýnir það framúrskarandi yfirborðsvirkni. Með því að nýta sér þennan eiginleika hafa menn framleitt fjölbreytt yfirborðsefni með framúrskarandi árangri með því að nota fitualkóhól sem hráefni.
2. Þróunarferli fitualkóhóla
Fitualkóhólar voru upphaflega framleiddir úr spermaceti. Blandaðir fitalkóhólar mynduðu, eftir súlfónun og hlutleysingu, súlföt, sem voru ein af elstu anjónísku þvottaefnunum. Síðar voru kókosolía, pálmaolía og nautatólg, sem eru tiltölulega algengar uppsprettur, þróaðar og notaðar sem hráefni. Fitusýrurnar sem fengust með vatnsrofi voru síðan afoxaðar í alkóhól, sameiginlega kallaðar náttúrulegir fitalkóhólar. Í kjölfar þróunar jarðefnaiðnaðarins urðu fitalkóhólar framleiddir með olíuafurðum sem hráefni þekktir sem tilbúnir fitalkóhólar. Tiltölulega mikilvægar aðferðir til að framleiða fitalkóhóla eru meðal annars vetnun við háþrýsting, Ziegler-ferlið og oxómyndunarferlið. Ef hármaski inniheldur ómettaða fitalkóhóla getur hann gert við og nært hárið; að bæta fitalkóhólum við varagljáa eykur mýkt vörunnar við notkun.
3. Framleiðsluaðferð fitualkóhóla
3.1Háþrýstingsvetnunaraðferð
Fitualkóhól eru fengin með háþrýstingsvetnun þar sem dýra- og jurtaolíur eru hráefni. Í iðnaði er hráolían fyrst formeðhöndluð og síðan alkóhólrofin (þ.e. umesterun) til að breyta henni í fitusýrur áður en vetnun hefst. Fitualkóhól er einnig hægt að framleiða með beinni vetnun fitusýra eða vetnun eftir esterun. Bein vetnun fitusýra til að framleiða fitalkóhól setur miklar kröfur um efni fyrir búnað.
Efnafræðileg viðbragðsjafna fyrir vetnun fitusýra í fitualkóhól:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
Efnafræðileg viðbragðsjafna fyrir vetnun fitusýruestera í fitualkóhól:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
Háþrýstingsvetnunaraðferðin felur í sér fastlagsferli og sviflagsferli, en grunntækniferli þeirra eru eins.
3.2. Ziegler-aðferðin
Með því að nota etýlen sem hráefni til að hvarfast við tríalkýlál eru álalkoxíðsambönd framleidd með keðjuvexti og oxun, og síðan fást fitualkóhól með vatnsrofi, hlutleysingu og brotaeimingu.
Þessi aðferð, sem K. Ziegler fann upp árið 1954, var fyrst notuð í viðskiptalegum tilgangi af Continental Oil Company í Bandaríkjunum árið 1962, og framleiddi beinkeðju alkóhól með jöfnum kolefnum. Helstu viðbrögð þessarar framleiðsluaðferðar eru meðal annars eftirfarandi skref:
Undirbúningur tríetýláls (vetnun og viðbótarviðbrögð):
Al + H₂ + 2Al(C₂H5)3 → 3Al(C₂H5)₂H
3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H4 → 3Al(C₂H5)₃
Undirbúningur alkýláls (keðjuvaxtarviðbrögð):
Al(C₂H₅)3 + 3nC₂H4 → R₃Al
Undirbúningur álalkoxíðs (oxunarviðbrögð):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
Undirbúningur fitualkóhóla (vatnsrofsviðbrögð):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. Aðferð við oxómyndun
Ólefín, kolmónoxíð og vetni eru mynduð í aldehýð undir hvata og undir þrýstingi. Aldehýðið hefur eitt kolefnisatóm meira en ólefínið. Fitualkóhólar fást með vetnun aldehýðanna.
Þessi ólefínhýdróformýleringsviðbrögð (OXO viðbrögð) voru uppgötvuð af þýska efnafræðingnum O. Roelen árið 1938.
OXO viðbrögðin eru sem hér segir:
Vatnsformýleringarviðbrögð
4. Notkun og markaðsþróun fituríks áfengisafurða
Náttúruleg hágæða fitualkóhól eru grunnhráefni fyrir fínefni eins og þvottaefni, yfirborðsvirk efni og mýkingarefni fyrir plast. Þúsundir fínefna eru framleiddar úr þeim og eru mikið notaðar í geirum eins og efnaiðnaði, jarðolíu, málmvinnslu, vefnaðarvöru, vélaiðnaði, námuvinnslu, byggingariðnaði, plasti, gúmmíi, leðri, pappírsframleiðslu, samgöngum, matvælum, læknisfræði og heilbrigðisþjónustu, daglegum efnaiðnaði og landbúnaði.
Fitualkóhól má nota til að framleiða fjölmargar afleiður. Yfirborðsefni sem byggjast á áfengi hafa verið ört vaxandi flokkur allra gerða yfirborðsefna frá níunda áratugnum. Sem virk innihaldsefni í þvottaefnum eru þau með framúrskarandi eiginleika, þar á meðal sterka þvottaeiginleika, góða eindrægni, litla froðumyndun, auðvelda niðurbrjótanleika, þol gegn hörðu vatni og góða þvottaeiginleika í lághitavatni. Þau eru smám saman að koma í stað línulegra alkýlbensensúlfónata (LAS) og dódesýlbensensúlfónsýru og verða þriðju kynslóðar hráefni fyrir þvottaefni. Helstu vörurnar hér eru AEO3 til AEO9 sem eru mynduð úr fitualkóhólum og etýlenoxíði, sem hægt er að súlfónera frekar til að framleiða AES. Þessi yfirborðsefni sem byggjast á áfengi hafa fjölbreytt notkunarsvið og mikla eftirspurn á markaði, eru nátengd daglegu lífi og bættum lífskjörum og státa af breiðum raunverulegum og mögulegum mörkuðum. Þess vegna bjóða þau upp á tiltölulega mikið þróunarrými fyrir framleiðslu á fitualkóhólum, sérstaklega náttúrulegum fitualkóhólum.
Plastaukefni eru aukahráefni fyrir plastiðnaðinn og aukefnaiðnaðurinn þróast samhliða plastiðnaðinum. Hröð þróun plastiðnaðar Kína er vel þekkt. Árið 1985 náði heimsneysla ýmissa plastaukefna 13 milljónum tonna og mýkingarefni eru meðal mest notuðu plastaukefna. Sem stendur hefur framleiðslugeta mýkingarefna erlendis farið yfir 4,5 milljónir tonna en framleiðslugeta Kína hefur farið yfir 500.000 tonn. Meðal mýkingarefna eru díbútýlftalat (DBP) og díoktýlftalat (DOP) stór hluti af framleiðslunni. Auk ftalsýruanhýdríðs eru bútanól og oktanól einnig lykilhráefni í framleiðslu þeirra. Sem stendur notar Kína meira en 300.000 tonn af bútanóli og oktanóli árlega til að framleiða þessi tvö mýkingarefni. Hins vegar hafa bútanól og oktanól tiltölulega stuttar kolefniskeðjur og mýkingarefni sem framleidd eru úr þeim geta ekki lengur uppfyllt þróunarþarfir plastvinnsluiðnaðarins hvað varðar hitaþol, veðurþol og rafmagnseinangrun. Eins og er er verið að prófa langkeðjufitualkóhól eins og C10, C12, C14, C16 og C18 alkóhól til að koma í stað bútanóls og oktanóls, sem geta framleitt plastvörur með framúrskarandi hitaþol, veðurþol og rafmagnseinangrun, og þannig aukið notkun plasts. Þess vegna eru notkunarmöguleikar langkeðjufitualkóhóla í plastmýkingariðnaði nokkuð efnilegir.
Náttúruleg fitualkóhól hafa fleiri kosti en tilbúin alkóhól í daglegri efnanotkun. Jafnvel þótt eðlis- og efnafræðilegir gæðavísar þeirra séu eins, kjósa neytendur samt náttúruleg alkóhól, sem hefur orðið ríkjandi „græn“ þróun. Þess vegna eru náttúruleg fitualkóhól kjörinn hráefni í snyrtivöruiðnaðinum til framleiðslu á vörum eins og fljótandi sápum og smyrslum, tannkremum og snyrtivörum.
Birtingartími: 2. apríl 2026