- Kas irtaukskābju spirts
Tauku spirti ir alifātiskie spirti ar oglekļa ķēdēm no 8 līdz 22 oglekļa atomiem. Tauku spirtiem parasti ir pāra skaits oglekļa atomu un hidroksilgrupa, kas piestiprināta oglekļa ķēdes galā.
Tie ir viens no izejmateriāliem virsmaktīvajām vielām, ko izmanto mazgāšanas līdzekļos, ar vispārīgo formulu ROH. Mazgāšanas līdzekļu kvalitātes spirtiem R parasti ir ogļūdeņraža grupa no C12 līdz C18. Šādiem augsta oglekļa satura taukskābju spirtiem piemīt amfifīlas īpašības, kas nozīmē, ka to molekulas satur gan hidrofobas grupas, piemēram, ogļūdeņražu ķēdes, gan hidrofilas grupas, piemēram, hidroksilgrupas. Tomēr to ļoti zemās šķīdības ūdenī dēļ ir nepieciešams pievienot hidrofilas grupas vai pārveidot hidroksilgrupu par sulfāta grupu. Tikai tad, kad hidrofilā-lipofilā līdzsvara vērtība sasniedz nepieciešamo līmeni, lai taukskābju spirta atvasinājums iegūtu pietiekami daudz hidrofilu grupu, lai izšķīstu ūdenī un veidotu agregātus (micellas), taukskābju spirta atvasinājums darbojas kā virsmaktīvā viela. Piemēram, dodekanols nešķīst ūdenī, bet, kad tas tiek pārveidots par nātrija dodecilsulfātu, tā šķīdība ūdenī uzlabojas, pateicoties sulfāta grupas (-SO₃⁻), ļaujot tam veidot micellas ūdenī. Noteiktā koncentrācijā tam piemīt lieliska virsmas aktivitāte. Izmantojot šo īpašību, cilvēki ir radījuši dažādas virsmaktīvās vielas ar izcilu veiktspēju, izmantojot taukskābju spirtus kā izejvielas.
2. Taukskābju spirtu attīstības process
Sākotnēji taukskābju spirti tika ražoti no spermaceta. Iegūtie jauktie taukskābju spirti pēc sulfonēšanas un neitralizācijas veidoja sulfātus, kas bija vieni no agrākajiem anjonu mazgāšanas līdzekļiem. Vēlāk kokosriekstu eļļa, palmu eļļa un liellopu tauki, kas ir relatīvi bagātīgi avoti, tika izstrādāti un izmantoti kā izejvielas. Hidrolīzes ceļā iegūtās taukskābes pēc tam tika reducētas līdz spirtiem, kurus kopā sauc par dabīgajiem taukskābju spirtiem. Pēc naftas ķīmijas rūpniecības attīstības taukskābju spirti, kas ražoti, izmantojot naftas produktus kā izejvielas, kļuva pazīstami kā sintētiskie taukskābju spirti. Relatīvi svarīgas taukskābju spirtu ražošanas metodes ir augstspiediena hidrogenēšana, Cīglera process un oksosintēzes process. Ja matu maska satur nepiesātinātos taukskābju spirtus, tā var atjaunot un barot matus; taukskābju spirtu pievienošana lūpu spīdumam uzlabo produkta gludumu uzklāšanas laikā.
3. Taukskābju spirtu ražošanas metode
3.1Augstspiediena hidrogenēšanas metode
Taukskābju spirtus iegūst augstspiediena hidrogenēšanas procesā, izmantojot dzīvnieku un augu eļļas kā izejvielas. Rūpnieciski neapstrādāta eļļa vispirms tiek apstrādāta un pakļauta alkoholizei (t. i., transesterifikācijai), lai pirms hidrogenēšanas to pārvērstu taukskābēs. Taukskābju spirtus var ražot arī tieši hidrogenējot taukskābes vai hidrogenējot pēc esterifikācijas. Taukskābju tieša hidrogenēšana taukskābju spirtu iegūšanai rada augstas materiālu prasības iekārtām.
Ķīmiskās reakcijas vienādojums taukskābju hidrogenēšanai par taukskābju spirtiem:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
Ķīmiskās reakcijas vienādojums taukskābju esteru hidrogenēšanai par taukskābju spirtiem:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
Augstspiediena hidrogenēšanas metode ietver fiksētā slāņa procesu un suspendētā slāņa procesu, taču to pamata tehnoloģiskie procesi ir identiski.
3.2. Cīglera metode
Izmantojot etilēnu kā izejvielu reakcijai ar trialkilalumīniju, alumīnija alkoksīda savienojumi tiek ražoti, izmantojot ķēdes augšanu un oksidāciju, un pēc tam taukskābju spirti tiek iegūti, izmantojot hidrolīzi, neitralizāciju un frakcionētu destilāciju.
Šo metodi 1954. gadā izgudroja K. Zīglers, un pirmo reizi komerciāli to 1962. gadā pielietoja Amerikas Savienoto Valstu uzņēmums Continental Oil Company, ražojot lineāras ķēdes pāra oglekļa spirtus. Šīs ražošanas metodes galvenās reakcijas ietver šādus soļus:
Trietilalumīnija sagatavošana (hidrogenēšana un pievienošanas reakcija):
Al + H₂ + 2Al(C2H5)3 → 3Al(C2H5)2H
3Al(C2H5)2H + 3C₂H4 → 3Al(C2H5)₃
Alkilalumīnija sagatavošana (ķēdes augšanas reakcija):
Al(C2H5)3 + 3nC₂H4 → R₃Al
Alumīnija alkoksīda sagatavošana (oksidācijas reakcija):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
Taukskābju spirtu sagatavošana (hidrolīzes reakcija):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. Oksosintēzes metode
Olefīni, oglekļa monoksīds un ūdeņradis tiek sintezēti aldehīdos katalizatora un spiediena apstākļos. Aldehīdam ir par vienu oglekļa atomu vairāk nekā neapstrādātam olefīnam. Taukskābes spirti tiek iegūti, hidrogenējot aldehīdus.
Šo olefīnu hidroformilēšanas reakciju (OXO reakciju) atklāja vācu ķīmiķis O. Roelens 1938. gadā.
OXO reakcija ir šāda:
Hidroformilēšanas reakcija
4. Taukskābju spirta produktu pielietojums un tirgus attīstība
Dabīgie augstas kvalitātes taukskābju spirti kalpo kā pamata izejvielas smalkām ķīmiskām vielām, piemēram, mazgāšanas līdzekļiem, virsmaktīvajām vielām un plastmasas plastifikatoriem. No tiem tiek ražoti tūkstošiem smalku ķīmisko produktu, kurus plaši izmanto tādās nozarēs kā ķīmiskā rūpniecība, naftas, metalurģijas, tekstila, mašīnbūves, kalnrūpniecības, būvniecības, plastmasas, gumijas, ādas, papīra ražošanas, transporta, pārtikas, medicīnas un veselības aprūpes, ikdienas ķīmiskās rūpniecības un lauksaimniecības.
Taukskābju spirtus var izmantot daudzu atvasinājumu ražošanai. Kopš 20. gs. astoņdesmitajiem gadiem virsmaktīvās vielas uz spirtu bāzes ir bijusi visstraujāk augošā kategorija starp visiem virsmaktīvo vielu veidiem. Kā aktīvās mazgāšanas līdzekļu sastāvdaļas tām piemīt izcilas īpašības, tostarp spēcīga mazgāšanas spēja, laba saderība, zema putošana, viegla bioloģiskā noārdīšanās spēja, izturība pret cietu ūdeni un laba mazgāšanas veiktspēja zemas temperatūras ūdenī. Tās pakāpeniski aizstāj lineāros alkilbenzolsulfonātus (LAS) un dodecilbenzolsulfonskābi, kļūstot par trešās paaudzes mazgāšanas līdzekļu izejvielām. Visreprezentatīvākie produkti šeit ir AEO3 līdz AEO9, kas sintezēti no taukskābju spirtiem un etilēnoksīda, kurus var tālāk sulfonēt, lai iegūtu AES. Šīm uz spirtu bāzes veidotajām virsmaktīvajām vielām ir plašs pielietojumu klāsts un liels tirgus pieprasījums, tās ir cieši saistītas ar ikdienas dzīvi un dzīves kvalitātes uzlabošanu, un tām ir plaši esošie un potenciālie tirgi. Tāpēc tās nodrošina relatīvi plašu attīstības telpu taukskābju spirtu, īpaši dabisko taukskābju spirtu, ražošanai.
Plastmasas piedevas ir plastmasas rūpniecības palīgizejvielas, un piedevu rūpniecība attīstās līdz ar plastmasas rūpniecību. Ķīnas plastmasas rūpniecības straujā attīstība ir labi zināma. 1985. gadā dažādu plastmasas piedevu patēriņš pasaulē sasniedza 13 miljonus tonnu, un plastifikatori ir vienas no visplašāk izmantotajām plastmasas piedevām. Pašlaik plastifikatoru ražošanas jauda ārvalstīs ir pārsniegusi 4,5 miljonus tonnu, savukārt Ķīnas jauda ir pārsniegusi 500 000 tonnu. Starp plastifikatoriem dibutilftalāts (DBP) un dioktilftalāts (DOP) veido lielāko daļu no produkcijas. Papildus ftalskābes anhidrīdam butanols un oktanols ir arī galvenās izejvielas to ražošanā. Pašlaik Ķīna katru gadu patērē vairāk nekā 300 000 tonnu butanola un oktanola, lai ražotu šos divus plastifikatorus. Tomēr butanolam un oktanolam ir relatīvi īsas oglekļa ķēdes, un no tiem ražotie plastifikatori vairs nevar apmierināt plastmasas pārstrādes rūpniecības attīstības vajadzības attiecībā uz karstumizturību, izturību pret laikapstākļiem un elektrisko izolāciju. Pašlaik tiek testēti garās ķēdes taukskābju spirti, piemēram, C10, C12, C14, C16 un C18 spirti, lai aizstātu butanolu un oktanolu, kas var radīt plastmasas izstrādājumus ar izcilu karstumizturību, izturību pret laikapstākļiem un elektrisko izolāciju, tādējādi paplašinot plastmasas pielietojumu. Tāpēc garās ķēdes taukskābju spirtu pielietojuma perspektīvas plastmasas plastifikatoru nozarē ir diezgan daudzsološas.
Dabīgajiem taukskābju spirtiem ikdienas ķīmiskajā rūpniecībā ir vairāk priekšrocību nekā sintētiskajiem spirtiem. Pat ja to fizikālie un ķīmiskie kvalitātes rādītāji ir identiski, patērētāji joprojām dod priekšroku dabīgajiem spirtiem, kas ir kļuvusi par dominējošu “zaļo” tendenci. Tādēļ dabiskie taukskābju spirti ir ideālas izejvielas kosmētikas rūpniecībā tādu produktu kā šķidro un ziedes ziepju, zobu pastu un kosmētisko emulsiju ražošanai.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 2. aprīlis