- Čo jemastný alkohol
Mastné alkoholy sú alifatické alkoholy s uhlíkovými reťazcami s 8 až 22 atómami uhlíka. Mastné alkoholy majú zvyčajne párny počet atómov uhlíka a hydroxylovú skupinu pripojenú na koniec uhlíkového reťazca.
Sú jednou zo surovín pre povrchovo aktívne látky používané v detergentoch, so všeobecným vzorcom ROH. Pre alkoholy detergentnej kvality je R vo všeobecnosti uhľovodíková skupina C12 až C18. Takéto mastné alkoholy s vysokým obsahom uhlíka majú inherentne amfifilné vlastnosti, čo znamená, že ich molekuly obsahujú hydrofóbne skupiny, ako sú uhľovodíkové reťazce, aj hydrofilné skupiny, ako sú hydroxylové skupiny. Vzhľadom na ich veľmi nízku rozpustnosť vo vode je však potrebné pridať hydrofilné skupiny alebo premeniť hydroxylovú skupinu na sulfátovú skupinu. Až keď hodnota hydrofilno-lipofilnej rovnováhy dosiahne požadovanú úroveň, aby derivát mastného alkoholu získal dostatok hydrofilných skupín na rozpustenie vo vode a vytvorenie agregátov (micel), derivát mastného alkoholu pôsobí ako povrchovo aktívna látka. Napríklad dodekanol je nerozpustný vo vode, ale keď sa premení na dodecylsulfát sodný, jeho rozpustnosť vo vode sa zlepší vďaka zavedeniu sulfátovej skupiny (-SO₃⁻), čo mu umožňuje tvoriť micely vo vode. Pri určitej koncentrácii vykazuje vynikajúcu povrchovú aktivitu. Vďaka tejto vlastnosti ľudia vyrobili rôzne povrchovo aktívne látky s vynikajúcim výkonom s použitím mastných alkoholov ako surovín.
2. Proces vývoja mastných alkoholov
Mastné alkoholy sa pôvodne vyrábali zo spermacetových kyselín. Výsledné zmesi mastných alkoholov po sulfonácii a neutralizácii tvorili sulfáty, ktoré boli jedným z prvých aniónových detergentov. Neskôr boli vyvinuté a ako suroviny použité kokosový olej, palmový olej a hovädzí loj, ktoré sú ich relatívne hojnými zdrojmi. Mastné kyseliny získané hydrolýzou sa potom redukovali na alkoholy, súhrnne označované ako prírodné mastné alkoholy. Po rozvoji petrochemického priemyslu sa mastné alkoholy vyrobené s použitím ropných produktov ako surovín stali známymi ako syntetické mastné alkoholy. Medzi relatívne dôležité metódy výroby mastných alkoholov patrí vysokotlaková hydrogenácia, Zieglerov proces a proces oxosyntézy. Ak vlasová maska obsahuje nenasýtené mastné alkoholy, môže vlasy opraviť a vyživiť; pridanie mastných alkoholov do lesku na pery zvyšuje hladkosť produktu počas aplikácie.
3. Spôsob výroby mastných alkoholov
3.1Metóda vysokotlakovej hydrogenácie
Mastné alkoholy sa získavajú vysokotlakovou hydrogenáciou s použitím živočíšnych a rastlinných olejov ako surovín. Priemyselne sa surový olej najprv predspracuje a podrobí alkoholýze (t. j. transesterifikácii), aby sa pred hydrogenáciou premenil na mastné kyseliny. Mastné alkoholy sa môžu vyrábať aj priamou hydrogenáciou mastných kyselín alebo hydrogenáciou po esterifikácii. Priama hydrogenácia mastných kyselín za účelom výroby mastných alkoholov kladie vysoké materiálové nároky na zariadenia.
Rovnica chemickej reakcie pre hydrogenáciu mastných kyselín na mastné alkoholy:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
Rovnica chemickej reakcie pre hydrogenáciu esterov mastných kyselín na mastné alkoholy:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
Metóda vysokotlakovej hydrogenácie zahŕňa proces s pevným lôžkom a proces so suspendovaným lôžkom, ale ich základné technologické postupy sú identické.
3.2. Zieglerova metóda
Použitím etylénu ako suroviny na reakciu s trialkylhliníkom sa vytvárajú zlúčeniny alkoxidu hlinitého prostredníctvom rastu reťazca a oxidácie a potom sa mastné alkoholy získavajú hydrolýzou, neutralizáciou a frakčnou destiláciou.
Túto metódu, ktorú v roku 1954 vynašiel K. Ziegler, prvýkrát komerčne použila spoločnosť Continental Oil Company v Spojených štátoch v roku 1962, pričom sa ňou vyrábali alkoholy s priamym reťazcom a párnym počtom uhlíkov. Hlavné reakcie tejto výrobnej metódy zahŕňajú nasledujúce kroky:
Príprava trietylalumínia (hydrogenácia a adičná reakcia):
Al + H2 + 2Al(C2H5)3 → 3Al(C2H5)₂H
3Al(C2H5)2H + 3C2H4 → 3Al(C2H5)3
Príprava alkylalumínia (reťazová rastová reakcia):
Al(C₂H5)3 + 3nC₂H4 → R3Al
Príprava alkoxidu hlinitého (oxidačná reakcia):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
Príprava mastných alkoholov (hydrolýza):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. Metóda syntézy oxo
Olefíny, oxid uhoľnatý a vodík sa syntetizujú na aldehydy za pôsobenia katalyzátora a pod tlakom. Aldehyd má o jeden atóm uhlíka viac ako surový olefín. Mastné alkoholy sa získavajú hydrogenáciou aldehydov.
Túto hydroformylačnú reakciu olefínov (OXO reakcia) objavil nemecký chemik O. Roelen v roku 1938.
Reakcia OXO je nasledovná:
Hydroformylačná reakcia
4. Aplikácie a vývoj trhu s výrobkami s obsahom mastných alkoholov
Prírodné mastné alkoholy vysokej kvality slúžia ako základné suroviny pre jemné chemické produkty, ako sú detergenty, povrchovo aktívne látky a plastifikátory. Vyrábajú sa z nich tisíce jemných chemických produktov, ktoré sa široko používajú v odvetviach vrátane chemického priemyslu, ropy, hutníctva, textilu, strojárstva, baníctva, stavebníctva, plastov, gumy, kože, papiera, dopravy, potravinárstva, medicíny a zdravotníctva, každodenného chemického priemyslu a poľnohospodárstva.
Mastné alkoholy sa dajú použiť na výrobu mnohých derivátov. Povrchovo aktívne látky na báze alkoholu sú od 80. rokov 20. storočia najrýchlejšie rastúcou kategóriou spomedzi všetkých typov povrchovo aktívnych látok. Ako aktívne zložky detergentov sa vyznačujú vynikajúcimi vlastnosťami vrátane silnej detergentnej sily, dobrej kompatibility, nízkej penivosti, ľahkej biologickej odbúrateľnosti, odolnosti voči tvrdej vode a dobrého pracieho účinku pri nízkych teplotách vody. Postupne nahrádzajú lineárne alkylbenzénsulfonáty (LAS) a kyselinu dodecylbenzénsulfónovú a stávajú sa surovinami pre detergenty tretej generácie. Medzi najreprezentatívnejšie produkty patria AEO3 až AEO9 syntetizované z mastných alkoholov a etylénoxidu, ktoré sa dajú ďalej sulfónovať za vzniku AES. Tieto povrchovo aktívne látky na báze alkoholu majú široké uplatnenie a veľký dopyt na trhu, úzko súvisia s každodenným životom a zlepšovaním kvality života a môžu sa pochváliť širokými skutočnými a potenciálnymi trhmi. Preto poskytujú relatívne rozsiahly priestor pre rozvoj výroby mastných alkoholov, najmä prírodných mastných alkoholov.
Plastové prísady sú pomocnými surovinami pre plastikársky priemysel a priemysel s prísadami sa rozvíja súbežne s plastikárskym priemyslom. Rýchly rozvoj čínskeho plastikárskeho priemyslu je dobre známy. V roku 1985 dosiahla celosvetová spotreba rôznych plastových prísad 13 miliónov ton a zmäkčovadlá patria medzi najpoužívanejšie plastové prísady. V súčasnosti zahraničná výrobná kapacita zmäkčovadiel presiahla 4,5 milióna ton, zatiaľ čo čínska kapacita presiahla 500 000 ton. Spomedzi zmäkčovadiel tvoria dibutylftalát (DBP) a dioktylftalát (DOP) hlavný podiel produkcie. Okrem anhydridu kyseliny ftalovej sú kľúčovými surovinami pri ich výrobe aj butanol a oktanol. V súčasnosti Čína spotrebuje ročne viac ako 300 000 ton butanolu a oktanolu na výrobu týchto dvoch zmäkčovadiel. Butanol a oktanol však majú relatívne krátke uhlíkové reťazce a zmäkčovadlá z nich vyrobené už nedokážu splniť potreby vývoja plastikárskeho priemyslu z hľadiska tepelnej odolnosti, odolnosti voči poveternostným vplyvom a elektrickej izolácie. V súčasnosti sa testujú mastné alkoholy s dlhým reťazcom, ako sú alkoholy C10, C12, C14, C16 a C18, ako náhrada butanolu a oktanolu, ktoré môžu produkovať plastové výrobky s vynikajúcou tepelnou odolnosťou, odolnosťou voči poveternostným vplyvom a elektrickou izoláciou, čím sa rozširuje využitie plastov. Preto sú vyhliadky na využitie mastných alkoholov s dlhým reťazcom v priemysle plastifikátorov plastov dosť sľubné.
Prírodné mastné alkoholy majú v každodenných chemických aplikáciách viac výhod ako syntetické alkoholy. Aj keď sú ich fyzikálne a chemické ukazovatele kvality rovnaké, spotrebitelia stále uprednostňujú prírodné alkoholy, čo sa stalo prevládajúcim „zeleným“ trendom. Preto sú prírodné mastné alkoholy ideálnymi surovinami v kozmetickom priemysle na výrobu produktov, ako sú tekuté a masťové mydlá, zubné pasty a kozmetické emulzie.
Čas uverejnenia: 2. apríla 2026