- Kaj jemaščobni alkohol
Maščobni alkoholi so alifatski alkoholi z ogljikovimi verigami od 8 do 22 atomov ogljika. Maščobni alkoholi imajo običajno sodo število atomov ogljika in hidroksilno skupino, vezano na konec ogljikove verige.
So ena od surovin za površinsko aktivne snovi, ki se uporabljajo v detergentih, s splošno formulo ROH. Za alkohole detergentne kakovosti je R običajno ogljikovodikova skupina od C12 do C18. Takšni maščobni alkoholi z visokim deležem ogljika imajo po naravi amfifilne lastnosti, kar pomeni, da njihove molekule vsebujejo tako hidrofobne skupine, kot so ogljikovodikove verige, kot tudi hidrofilne skupine, kot so hidroksilne skupine. Vendar pa je zaradi njihove zelo nizke topnosti v vodi treba dodati hidrofilne skupine ali pretvoriti hidroksilno skupino v sulfatno skupino. Šele ko hidrofilno-lipofilno ravnovesje doseže zahtevano raven, tako da derivat maščobnega alkohola pridobi dovolj hidrofilnih skupin, da se raztopi v vodi in tvori agregate (micele), derivat maščobnega alkohola deluje kot površinsko aktivna snov. Na primer, dodekanol je netopen v vodi, ko pa se pretvori v natrijev dodecil sulfat, se njegova topnost v vodi izboljša zaradi uvedbe sulfatne skupine (-SO₃⁻), kar mu omogoča tvorbo micelov v vodi. Pri določeni koncentraciji kaže odlično površinsko aktivnost. Z izkoriščanjem te lastnosti so ljudje proizvedli različne površinsko aktivne snovi z izjemno učinkovitostjo, pri čemer so kot surovine uporabili maščobne alkohole.
2. Proces razvoja maščobnih alkoholov
Maščobni alkoholi so bili sprva proizvedeni iz spermaceta. Nastali mešani maščobni alkoholi so po sulfoniranju in nevtralizaciji tvorili sulfate, ki so bili eden najzgodnejših anionskih detergentov. Kasneje so razvili in kot surovine uporabili kokosovo olje, palmovo olje in goveji loj, ki so relativno obilni viri. Maščobne kisline, pridobljene s hidrolizo, so nato reducirali v alkohole, ki jih skupaj imenujemo naravni maščobni alkoholi. Po razvoju petrokemične industrije so maščobni alkoholi, proizvedeni z uporabo naftnih derivatov kot surovin, postali znani kot sintetični maščobni alkoholi. Relativno pomembne metode za proizvodnjo maščobnih alkoholov vključujejo hidrogeniranje pod visokim tlakom, Zieglerjev postopek in postopek okso sinteze. Če maska za lase vsebuje nenasičene maščobne alkohole, lahko popravi in nahrani lase; dodajanje maščobnih alkoholov bleščilu za ustnice izboljša gladkost izdelka med nanosom.
3. Metoda proizvodnje maščobnih alkoholov
3.1Metoda hidrogeniranja pod visokim tlakom
Maščobni alkoholi se pridobivajo z visokotlačno hidrogenacijo z uporabo živalskih in rastlinskih olj kot surovin. Industrijsko se surovo olje najprej predhodno obdela in nato podvrže alkoholizi (tj. transesterifikaciji), da se pred hidrogeniranjem pretvori v maščobne kisline. Maščobne alkohole je mogoče proizvajati tudi z direktno hidrogenacijo maščobnih kislin ali s hidrogeniranjem po esterifikaciji. Neposredna hidrogenacija maščobnih kislin za proizvodnjo maščobnih alkoholov nalaga visoke materialne zahteve za opremo.
Kemijska reakcijska enačba za hidrogeniranje maščobnih kislin v maščobne alkohole:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
Kemijska reakcijska enačba za hidrogeniranje estrov maščobnih kislin v maščobne alkohole:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
Metoda hidrogeniranja pod visokim tlakom vključuje postopek s fiksnim slojem in postopek s suspendiranim slojem, vendar so njihovi osnovni tehnološki postopki enaki.
3.2. Zieglerjeva metoda
Z uporabo etilena kot surovine za reakcijo s trialkilaluminijem se z rastjo verige in oksidacijo proizvajajo aluminijeve alkoksidne spojine, nato pa se s hidrolizo, nevtralizacijo in frakcijsko destilacijo pridobijo maščobni alkoholi.
To metodo, ki jo je leta 1954 izumil K. Ziegler, je leta 1962 prvič komercialno uporabila ameriška naftna družba Continental Oil Company, ki je proizvedla ravnoverižne alkohole z enim številom ogljikovih atomov. Glavne reakcije te proizvodne metode vključujejo naslednje korake:
Priprava trietilaluminija (hidrogenacija in adicijska reakcija):
Al + H₂ + 2Al(C₂H₅)3 → 3Al(C₂H5)₂H
3Al(C₂H5)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H5)₃
Priprava alkilaluminija (verižna rastna reakcija):
Al(C₂H5)3 + 3nC₂H₄ → R3Al
Priprava aluminijevega alkoksida (oksidacijska reakcija):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
Priprava maščobnih alkoholov (reakcija hidrolize):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. Metoda sinteze okso
Olefini, ogljikov monoksid in vodik se pod vplivom katalizatorja in tlaka sintetizirajo v aldehide. Aldehid ima en atom ogljika več kot surovi olefin. Maščobne alkohole pridobivamo s hidrogeniranjem aldehidov.
To reakcijo hidroformilacije olefinov (OXO reakcija) je leta 1938 odkril nemški kemik O. Roelen.
Reakcija OXO je naslednja:
Reakcija hidroformilacije
4. Uporaba in razvoj trga izdelkov z maščobnimi alkoholi
Naravni visokokakovostni maščobni alkoholi služijo kot osnovne surovine za fine kemične izdelke, kot so detergenti, površinsko aktivne snovi in plastifikatorji. Iz njih se izdelujejo tisoči finih kemičnih izdelkov, ki se pogosto uporabljajo v različnih sektorjih, kot so kemična industrija, nafta, metalurgija, tekstil, stroji, rudarstvo, gradbeništvo, plastika, guma, usnje, papir, promet, živilstvo, medicina in zdravje, vsakodnevna kemična industrija in kmetijstvo.
Maščobni alkoholi se lahko uporabljajo za proizvodnjo številnih derivatov. Površinsko aktivne snovi na osnovi alkohola so od osemdesetih let prejšnjega stoletja najhitreje rastoča kategorija med vsemi vrstami površinsko aktivnih snovi. Kot aktivne sestavine detergentov imajo odlične lastnosti, vključno z močno detergentnostjo, dobro združljivostjo, nizkim penjenjem, lahko biorazgradljivostjo, odpornostjo na trdo vodo in dobro pralnimi lastnostmi v vodi z nizko temperaturo. Postopoma nadomeščajo linearne alkilbenzen sulfonate (LAS) in dodecilbenzensulfonsko kislino ter postajajo surovine za detergente tretje generacije. Med najbolj reprezentativne izdelke spadajo AEO3 do AEO9, sintetizirani iz maščobnih alkoholov in etilen oksida, ki jih je mogoče nadalje sulfonirati za proizvodnjo AES. Te površinsko aktivne snovi na osnovi alkohola imajo široko paleto uporabe in veliko tržno povpraševanje, so tesno povezane z vsakdanjim življenjem in izboljšanjem kakovosti življenja ter se ponašajo s širokimi dejanskimi in potencialnimi trgi. Zato zagotavljajo relativno velik razvojni prostor za proizvodnjo maščobnih alkoholov, zlasti naravnih maščobnih alkoholov.
Plastični aditivi so pomožne surovine za industrijo plastike, industrija aditivov pa se razvija vzporedno z industrijo plastike. Hiter razvoj kitajske industrije plastike je dobro znan. Leta 1985 je svetovna poraba različnih plastičnih aditivov dosegla 13 milijonov ton, mehčala pa so med najpogosteje uporabljenimi plastičnimi aditivi. Trenutno je tuja proizvodna zmogljivost mehčalcev presegla 4,5 milijona ton, medtem ko je kitajska zmogljivost presegla 500.000 ton. Med mehčali predstavljata dibutil ftalat (DBP) in dioktil ftalat (DOP) večji delež proizvodnje. Poleg ftalnega anhidrida sta ključni surovini za njuno proizvodnjo tudi butanol in oktanol. Trenutno Kitajska za proizvodnjo teh dveh mehčalcev letno porabi več kot 300.000 ton butanola in oktanola. Vendar imata butanol in oktanol relativno kratke ogljikove verige, mehčala, proizvedena iz njiju, pa ne morejo več zadovoljiti razvojnih potreb industrije predelave plastike glede toplotne odpornosti, vremenske odpornosti in električne izolacije. Trenutno se testirajo dolgoverižni maščobni alkoholi, kot so alkoholi C10, C12, C14, C16 in C18, kot nadomestilo za butanol in oktanol, ki lahko proizvedeta plastične izdelke z odlično toplotno odpornostjo, odpornostjo na vremenske vplive in električno izolacijo, s čimer se razširi uporaba plastike. Zato so možnosti uporabe dolgoverižnih maščobnih alkoholov v industriji plastifikatorjev precej obetavne.
Naravni maščobni alkoholi imajo v vsakodnevni kemični uporabi več prednosti kot sintetični alkoholi. Čeprav so njihovi fizikalni in kemijski kazalniki kakovosti enaki, potrošniki še vedno dajejo prednost naravnim alkoholom, kar je postal prevladujoč »zeleni« trend. Zato so naravni maščobni alkoholi idealne surovine v kozmetični industriji za proizvodnjo izdelkov, kot so tekoča in mazilna mila, zobne paste in kozmetične emulzije.
Čas objave: 2. april 2026