- Cosa èalcol acido
Gli alcoli grassi sono alcoli alifatici con catene di carbonio da 8 a 22 atomi di carbonio. Gli alcoli grassi presentano solitamente un numero pari di atomi di carbonio e un gruppo ossidrilico legato all'estremità della catena carboniosa.
Sono una delle materie prime per i tensioattivi utilizzati nei detergenti, con la formula generale ROH. Per gli alcoli di grado detergente, R è generalmente un gruppo idrocarburico da C12 a C18. Tali alcoli grassi ad alto contenuto di carbonio possiedono intrinsecamente proprietà anfifiliche, il che significa che le loro molecole contengono sia gruppi idrofobici come catene idrocarburiche sia gruppi idrofili come gruppi idrossilici. Tuttavia, a causa della loro bassissima solubilità in acqua, è necessario aggiungere gruppi idrofili o convertire il gruppo idrossilico in un gruppo solfato. Solo quando il valore del bilancio idrofilo-lipofilo raggiunge il livello richiesto, in modo che il derivato dell'alcol grasso acquisisca sufficienti gruppi idrofili per dissolversi in acqua e formare aggregati (micelle), il derivato dell'alcol grasso agisce come tensioattivo. Ad esempio, il dodecanolo è insolubile in acqua, ma quando viene convertito in dodecil solfato di sodio, la sua solubilità in acqua migliora grazie all'introduzione di un gruppo solfato (-SO₄²⁻).₃⁻), che gli consente di formare micelle in acqua. A una certa concentrazione, presenta un'eccellente attività superficiale. Sfruttando questa proprietà, sono stati prodotti diversi tensioattivi con prestazioni eccezionali utilizzando alcoli grassi come materie prime.
2. Il processo di sviluppo degli alcoli grassi
Gli alcoli grassi venivano inizialmente prodotti dallo spermaceti. Gli alcoli grassi misti risultanti, dopo solfonazione e neutralizzazione, formavano solfati, che rappresentavano uno dei primi detergenti anionici. Successivamente, l'olio di cocco, l'olio di palma e il sego bovino, fonti relativamente abbondanti, vennero sviluppati e utilizzati come materie prime. Gli acidi grassi ottenuti tramite idrolisi venivano poi ridotti ad alcoli, collettivamente noti come alcoli grassi naturali. In seguito allo sviluppo dell'industria petrolchimica, gli alcoli grassi prodotti utilizzando derivati del petrolio come materie prime divennero noti come alcoli grassi sintetici. Tra i metodi relativamente importanti per la produzione di alcoli grassi si annoverano l'idrogenazione ad alta pressione, il processo Ziegler e il processo di ossisintesi. Se una maschera per capelli contiene alcoli grassi insaturi, può riparare e nutrire i capelli; l'aggiunta di alcoli grassi al lucidalabbra ne migliora la scorrevolezza durante l'applicazione.
3. Metodo di produzione degli alcoli grassi
3.1Metodo di idrogenazione ad alta pressione
Gli alcoli grassi si ottengono tramite idrogenazione ad alta pressione utilizzando oli animali e vegetali come materie prime. A livello industriale, l'olio grezzo viene prima pretrattato e sottoposto ad alcolisi (ovvero transesterificazione) per convertirlo in acidi grassi prima dell'idrogenazione. Gli alcoli grassi possono essere prodotti anche tramite idrogenazione diretta degli acidi grassi o idrogenazione dopo esterificazione. L'idrogenazione diretta degli acidi grassi per produrre alcoli grassi impone elevati requisiti in termini di materiali e attrezzature.
Equazione della reazione chimica per l'idrogenazione degli acidi grassi ad alcoli grassi:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
Equazione della reazione chimica per l'idrogenazione degli esteri degli acidi grassi ad alcoli grassi:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
Il metodo di idrogenazione ad alta pressione comprende il processo a letto fisso e il processo a letto sospeso, ma i loro processi tecnologici di base sono identici.
3.2. Metodo Ziegler
Utilizzando l'etilene come materia prima da far reagire con il trialchilalluminio, si producono composti di alcossido di alluminio attraverso la crescita della catena e l'ossidazione, e successivamente si ottengono alcoli grassi tramite idrolisi, neutralizzazione e distillazione frazionata.
Inventato da K. Ziegler nel 1954, questo metodo è stato applicato commercialmente per la prima volta dalla Continental Oil Company degli Stati Uniti nel 1962, per la produzione di alcoli a catena lineare con un numero pari di atomi di carbonio. Le principali reazioni di questo metodo di produzione includono le seguenti fasi:
Preparazione del trietilalluminio (reazione di idrogenazione e addizione):
Al + H₂ + 2Al(C₂H₅)₃ → 3Al(C₂H₅)₂H
3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H₅)₃
Preparazione dell'alchilalluminio (reazione di crescita a catena):
Al(C₂H₅)₃ + 3nC₂H₄ → R₃Al
Preparazione dell'alcossido di alluminio (reazione di ossidazione):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
Preparazione di alcoli grassi (reazione di idrolisi):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. Metodo di sintesi osso
Olefine, monossido di carbonio e idrogeno vengono sintetizzati in aldeidi in presenza di un catalizzatore e in condizioni di pressione. L'aldeide risultante ha un atomo di carbonio in più rispetto all'olefina di partenza. Gli alcoli grassi si ottengono per idrogenazione delle aldeidi.
Questa reazione di idroformilazione delle olefine (reazione OXO) fu scoperta dal chimico tedesco O. Roelen nel 1938.
La reazione OXO è la seguente:
reazione di idroformilazione
4. Applicazioni e sviluppo del mercato dei prodotti a base di alcoli grassi
Gli alcoli grassi naturali di alta qualità costituiscono le materie prime di base per la produzione di prodotti chimici pregiati come detergenti, tensioattivi e plastificanti per materie plastiche. Da essi si ricavano migliaia di prodotti chimici di alta qualità, ampiamente utilizzati in settori quali l'industria chimica, petrolifera, metallurgica, tessile, meccanica, mineraria, edile, delle materie plastiche, della gomma, della pelle, della carta, dei trasporti, alimentare, farmaceutica e sanitaria, dell'industria chimica per uso quotidiano e dell'agricoltura.
Gli alcoli grassi possono essere utilizzati per produrre numerosi derivati. I tensioattivi a base di alcol rappresentano la categoria di tensioattivi in più rapida crescita sin dagli anni '80. Come ingredienti attivi per i detergenti, presentano eccellenti proprietà, tra cui un forte potere detergente, buona compatibilità, bassa schiumosità, facile biodegradabilità, resistenza all'acqua dura e buone prestazioni di lavaggio in acqua a bassa temperatura. Stanno gradualmente sostituendo i solfonati di alchilbenzene lineari (LAS) e l'acido dodecilbenzensolfonico, diventando le materie prime per i detergenti di terza generazione. I prodotti più rappresentativi in questo ambito includono gli AEO3, AEO4 e AEO9, sintetizzati a partire da alcoli grassi e ossido di etilene, che possono essere ulteriormente solfonati per produrre AES. Questi tensioattivi a base di alcol hanno un'ampia gamma di applicazioni e una forte domanda di mercato, sono strettamente legati alla vita quotidiana e al miglioramento della qualità della vita e vantano ampi mercati attuali e potenziali. Pertanto, offrono un ampio spazio di sviluppo per la produzione di alcoli grassi, in particolare di alcoli grassi naturali.
Gli additivi per materie plastiche sono materie prime ausiliarie per l'industria delle materie plastiche, e quest'ultima si sviluppa di pari passo con l'industria delle materie plastiche. Il rapido sviluppo dell'industria cinese delle materie plastiche è ben noto. Nel 1985, il consumo globale di vari additivi per materie plastiche ha raggiunto i 13 milioni di tonnellate, e i plastificanti sono tra gli additivi più utilizzati. Attualmente, la capacità produttiva estera di plastificanti ha superato i 4,5 milioni di tonnellate, mentre quella cinese ha superato le 500.000 tonnellate. Tra i plastificanti, il ftalato di dibutile (DBP) e il ftalato di diottile (DOP) rappresentano la quota maggiore della produzione. Oltre all'anidride ftalica, anche il butanolo e l'ottanolo sono materie prime chiave per la loro produzione. Attualmente, la Cina consuma annualmente più di 300.000 tonnellate di butanolo e ottanolo per produrre questi due plastificanti. Tuttavia, il butanolo e l'ottanolo hanno catene di carbonio relativamente corte e i plastificanti da essi derivati non sono più in grado di soddisfare le esigenze di sviluppo dell'industria della lavorazione delle materie plastiche in termini di resistenza al calore, agli agenti atmosferici e di isolamento elettrico. Attualmente, si stanno testando alcoli grassi a catena lunga come gli alcoli C10, C12, C14, C16 e C18 per sostituire il butanolo e l'ottanolo, ottenendo prodotti in plastica con eccellente resistenza al calore, agli agenti atmosferici e di isolamento elettrico, ampliando così le applicazioni delle materie plastiche. Pertanto, le prospettive di applicazione degli alcoli grassi a catena lunga nell'industria dei plastificanti per materie plastiche sono piuttosto promettenti.
Gli alcoli grassi naturali presentano maggiori vantaggi rispetto agli alcoli sintetici nelle applicazioni chimiche di uso quotidiano. Anche a parità di caratteristiche fisiche e chimiche, i consumatori continuano a preferire gli alcoli naturali, confermando così una tendenza "verde" sempre più diffusa. Pertanto, gli alcoli grassi naturali rappresentano materie prime ideali per l'industria cosmetica, in particolare per la produzione di saponi liquidi e in crema, dentifrici ed emulsioni cosmetiche.
Data di pubblicazione: 2 aprile 2026