(Масен алкохол) – еден од основните членови на сурфактантите

1. Што емасен алкохол

Масните алкохоли се алифатични алкохоли со јаглеродни ланци од 8 до 22 јаглеродни атоми. Масните алкохоли обично имаат парен број јаглеродни атоми и хидроксилна група прикачена на крајот од јаглеродниот ланец.

Тие се една од суровините за сурфактанти што се користат во детергенти, со општа формула ROH. За алкохоли со степен на детергент, R е генерално јаглеводородна група од C12 до C18. Ваквите масни алкохоли со висока содржина на јаглерод по природа поседуваат амфифилни својства, што значи дека нивните молекули содржат и хидрофобни групи како што се јаглеводородни ланци и хидрофилни групи како што се хидроксилни групи. Сепак, поради нивната многу ниска растворливост во вода, потребно е да се додадат хидрофилни групи или да се претвори хидроксилната група во сулфатна група. Само кога вредноста на хидрофилно-липофилната рамнотежа ќе го достигне потребното ниво, така што дериватот на масен алкохол ќе добие доволно хидрофилни групи за да се раствори во вода и да формира агрегати (мицели), дериватот на масен алкохол дејствува како сурфактант. На пример, додеканолот е нерастворлив во вода, но кога се претвора во натриум додецил сулфат, неговата растворливост во вода се подобрува поради воведувањето на сулфатна група (-SO4).₃⁻), овозможувајќи му да формира мицели во вода. При одредена концентрација, тој покажува одлична површинска активност. Искористувајќи го ова својство, луѓето произвеле различни сурфактанти со извонредни перформанси користејќи масни алкохоли како суровини.

2. Процес на развој на масни алкохоли

Масните алкохоли првично се произведувале од спермацети. Добиените мешани масни алкохоли, по сулфонација и неутрализација, формирале сулфати, кои биле едни од најраните анјонски детергенти. Подоцна, кокосовото масло, палминото масло и говедскиот лој, кои се релативно изобилни извори, биле развиени и користени како суровини. Масните киселини добиени преку хидролиза потоа биле редуцирани во алкохоли, колективно наречени природни масни алкохоли. По развојот на петрохемиската индустрија, масните алкохоли произведени со употреба на нафтени производи како суровини станале познати како синтетички масни алкохоли. Релативно важни методи за производство на масни алкохоли вклучуваат хидрогенизација под висок притисок, Циглеровиот процес и процесот на оксо синтеза. Ако маската за коса содржи незаситени масни алкохоли, таа може да ја поправи и негува косата; додавањето масни алкохоли во сјајот за усни ја подобрува мазноста на производот за време на нанесувањето.

3. Метод на производство на масни алкохоли

3.1Метод на хидрогенизација под висок притисок

Масните алкохоли се добиваат преку хидрогенизација под висок притисок со употреба на животински и растителни масла како суровини. Индустриски, суровото масло прво се преработува и се подложува на алкохолизација (т.е. трансестерификација) за да се претвори во масни киселини пред хидрогенизацијата. Масните алкохоли може да се произведат и со директна хидрогенизација на масни киселини или хидрогенизација по естерификација. Директната хидрогенизација на масни киселини за производство на масни алкохоли наметнува високи барања за материјали за опремата.

Хемиска равенка на реакција за хидрогенизација на масни киселини до масни алкохоли:

RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O

Хемиска равенка на реакција за хидрогенизација на естри на масни киселини до масни алкохоли:

RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH

Методот на хидрогенизација под висок притисок вклучува процес со фиксен слој и процес со суспендиран слој, но нивните основни технолошки процеси се идентични.

3.2. Метод на Циглер

Користејќи етилен како суровина за реакција со триалкилалуминиум, соединенијата на алуминиум алкоксид се произведуваат преку раст на синџирот и оксидација, а потоа се добиваат масни алкохоли преку хидролиза, неутрализација и фракциона дестилација.

Измислен од К. Циглер во 1954 година, овој метод за прв пат бил комерцијално применет од страна на „Континентал Оил Компани“ од Соединетите Американски Држави во 1962 година, произведувајќи алкохоли со прав ланец и рамномерен јаглерод. Главните реакции на овој метод на производство ги вклучуваат следните чекори:

Подготовка на триетилалуминиум (реакција на хидрогенизација и адиција):

Al + H2 + 2Al(C2H5)3 → 3Al(C2H5)2H

3Al(C2H5)2H + 3C2H4 → 3Al(C2H5)3

Подготовка на алкилалуминиум (реакција на верижен раст):

Al(C2H5)3 + 3nC2H4 → R3Al

Подготовка на алуминиум алкоксид (реакција на оксидација):

R₃Al + O₂ → Al(OR)₃

Подготовка на масни алкохоли (реакција на хидролиза):

Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH

or

Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH

3.3. Метод на оксо синтеза

Олефините, јаглерод моноксидот и водородот се синтетизираат во алдехиди под катализатор и под притисок. Алдехидот има еден јаглероден атом повеќе од суровиот олефин. Масните алкохоли се добиваат со хидрогенизација на алдехидите.

Оваа реакција на хидроформилација на олефин (OXO реакција) ја открил германскиот хемичар О. Ролен во 1938 година.

OXO реакцијата е како што следува:

Реакција на хидроформилација

4. Примени и развој на пазарот на производи со масен алкохол

Природните висококвалитетни масни алкохоли служат како основни суровини за фини хемиски производи како што се детергенти, сурфактанти и пластификатори за пластика. Од нив се произведуваат илјадници фини хемиски производи, кои се широко користени во сектори како што се хемиската индустрија, нафтата, металургијата, текстилот, машините, рударството, градежништвото, пластиката, гумата, кожарството, производството на хартија, транспортот, храната, медицината и здравството, секојдневната хемиска индустрија и земјоделството.

Масните алкохоли може да се користат за производство на бројни деривати. Сурфактантите на база на алкохол се најбрзо растечката категорија меѓу сите видови сурфактанти од 1980-тите. Како активни состојки за детергенти, тие се одликуваат со одлични својства, вклучувајќи силна детергентност, добра компатибилност, ниско пенење, лесно биоразградливост, отпорност на тврда вода и добри перформанси на перење во вода со ниска температура. Тие постепено ги заменуваат линеарните алкилбензен сулфонати (LAS) и додецилбензенсулфонска киселина за да станат суровини за детергенти од трета генерација. Најрепрезентативните производи овде вклучуваат AEO3 до AEO9 синтетизирани од масни алкохоли и етилен оксид, кои можат дополнително да се сулфонираат за да се произведе AES. Овие сурфактанти на база на алкохол имаат широк спектар на апликации и голема побарувачка на пазарот, тесно се поврзани со секојдневниот живот и подобрувањето на квалитетот на животот и се гордеат со широки реални и потенцијални пазари. Затоа, тие обезбедуваат релативно голем простор за развој за производство на масни алкохоли, особено природни масни алкохоли.

Пластичните адитиви се помошни суровини за пластичната индустрија, а индустријата за адитиви се развива заедно со пластичната индустрија. Брзиот развој на кинеската пластична индустрија е добро познат. Во 1985 година, глобалната потрошувачка на разни пластични адитиви достигна 13 милиони тони, а пластификаторите се меѓу најшироко користените пластични адитиви. Во моментов, странскиот производствен капацитет на пластификатори надмина 4,5 милиони тони, додека капацитетот на Кина надмина 500.000 тони. Меѓу пластификаторите, дибутил фталат (DBP) и диоктил фталат (DOP) сочинуваат голем дел од производството. Покрај фталниот анхидрид, бутанолот и октанолот се исто така клучни суровини во нивното производство. Во моментов, Кина троши повеќе од 300.000 тони бутанол и октанол годишно за производство на овие два пластификатори. Сепак, бутанолот и октанолот имаат релативно кратки јаглеродни ланци, а пластификаторите произведени од нив повеќе не можат да ги задоволат развојните потреби на индустријата за преработка на пластика во однос на отпорноста на топлина, отпорноста на временски услови и електричната изолација. Во моментов, се тестираат масни алкохоли со долг ланец како што се алкохолите C10, C12, C14, C16 и C18 за да ги заменат бутанолот и октанолот, кои можат да произведат пластични производи со одлична отпорност на топлина, отпорност на временски услови и електрична изолација, со што се прошируваат апликациите на пластиката. Затоа, перспективите за примена на масни алкохоли со долг ланец во индустријата за пластификатори за пластика се доста ветувачки.

Природните масни алкохоли имаат повеќе предности од синтетичките алкохоли во секојдневните хемиски апликации. Дури и ако нивните физички и хемиски индикатори за квалитет се идентични, потрошувачите сè уште преферираат природни алкохоли, што стана преовладувачки „зелен“ тренд. Оттука, природните масни алкохоли се идеални суровини во козметичката индустрија за производство на производи како што се течни и масни сапуни, пасти за заби и козметички емулзии.