(கொழுப்பு ஆல்கஹால்) – சர்பாக்டன்ட்களின் முக்கிய உறுப்பினர்களில் ஒன்று

1. என்னகொழுப்பு ஆல்கஹால்

கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் என்பவை 8 முதல் 22 கார்பன் அணுக்களைக் கொண்ட கார்பன் சங்கிலிகளை உடைய அலிபாடிக் ஆல்கஹால்கள் ஆகும். கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் பொதுவாக இரட்டை எண்ணிக்கையிலான கார்பன் அணுக்களையும், கார்பன் சங்கிலியின் முடிவில் இணைக்கப்பட்ட ஒரு ஹைட்ராக்சில் தொகுதியையும் கொண்டிருக்கும்.

அவை, சலவைத்தூள்களில் பயன்படுத்தப்படும் சர்பாக்டான்ட்களுக்கான மூலப்பொருட்களில் ஒன்றாகும், இதன் பொதுவான சூத்திரம் ROH ஆகும். சலவைத்தூள் தர ஆல்கஹால்களைப் பொறுத்தவரை, R என்பது பொதுவாக C12 முதல் C18 வரையிலான ஒரு ஹைட்ரோகார்பன் குழுவாகும். இத்தகைய அதிக கார்பன் கொண்ட கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் இயல்பாகவே ஆம்பிஃபிலிக் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது அவற்றின் மூலக்கூறுகள் ஹைட்ரோகார்பன் சங்கிலிகள் போன்ற ஹைட்ரோஃபோபிக் குழுக்களையும், ஹைட்ராக்சில் குழுக்கள் போன்ற ஹைட்ரோஃபிலிக் குழுக்களையும் கொண்டிருக்கின்றன. இருப்பினும், நீரில் அவற்றின் மிகக் குறைந்த கரைதிறன் காரணமாக, ஹைட்ரோஃபிலிக் குழுக்களைச் சேர்ப்பது அல்லது ஹைட்ராக்சில் குழுவை ஒரு சல்பேட் குழுவாக மாற்றுவது அவசியமாகிறது. ஹைட்ரோஃபிலிக்-லிப்போஃபிலிக் சமநிலை மதிப்பு தேவையான அளவை எட்டும்போது மட்டுமே, அதாவது கொழுப்பு ஆல்கஹால் வழிப்பொருள் நீரில் கரைந்து திரள்களை (மைசெல்கள்) உருவாக்கப் போதுமான ஹைட்ரோஃபிலிக் குழுக்களைப் பெறும்போது மட்டுமே, அந்தக் கொழுப்பு ஆல்கஹால் வழிப்பொருள் ஒரு சர்பாக்டான்டாகச் செயல்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, டோடிகனால் நீரில் கரையாதது, ஆனால் அது சோடியம் டோடிசில் சல்பேட்டாக மாற்றப்படும்போது, ​​ஒரு சல்பேட் குழுவை (-SO) அறிமுகப்படுத்துவதால் அதன் நீர் கரைதிறன் மேம்படுகிறது.₃⁻(இது நீரில் மைசெல்களை உருவாக்க உதவுகிறது). ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவில், இது சிறந்த மேற்பரப்புச் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்தப் பண்பைப் பயன்படுத்தி, கொழுப்பு ஆல்கஹால்களை மூலப்பொருட்களாகக் கொண்டு, மிகச்சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட பல்வேறு சர்பாக்டான்ட்களை மக்கள் உருவாக்கியுள்ளனர்.

2. கொழுப்பு ஆல்கஹால்களின் வளர்ச்சி செயல்முறை

கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் ஆரம்பத்தில் ஸ்பெர்மாசெட்டியிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்டன. இதன் விளைவாக உருவான கலப்பு கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள், சல்போனேற்றம் மற்றும் நடுநிலையாக்கத்திற்குப் பிறகு, சல்பேட்டுகளை உருவாக்கின, அவை ஆரம்பகால எதிர்மின் அயனி சலவைப் பொருட்களில் ஒன்றாகும். பின்னர், ஒப்பீட்டளவில் ஏராளமாகக் கிடைக்கும் மூலங்களான தேங்காய் எண்ணெய், பாமாயில் மற்றும் மாட்டுக் கொழுப்பு ஆகியவை மேம்படுத்தப்பட்டு மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. நீராற்பகுப்பின் மூலம் பெறப்பட்ட கொழுப்பு அமிலங்கள் பின்னர் ஆல்கஹால்களாக ஒடுக்கப்பட்டன, அவை கூட்டாக இயற்கை கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன. பெட்ரோலிய வேதிப்பொருள் தொழில்துறையின் வளர்ச்சியைத் தொடர்ந்து, பெட்ரோலியப் பொருட்களை மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் செயற்கை கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் என்று அறியப்பட்டன. கொழுப்பு ஆல்கஹால்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒப்பீட்டளவில் முக்கியமான முறைகளில் உயர் அழுத்த ஹைட்ரஜனேற்றம், ஸீக்லர் செயல்முறை மற்றும் ஆக்ஸோ தொகுப்பு செயல்முறை ஆகியவை அடங்கும். ஒரு ஹேர் மாஸ்கில் நிறைவுறா கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் இருந்தால், அது முடியைச் சரிசெய்து ஊட்டமளிக்கும்; லிப் க்ளாஸில் கொழுப்பு ஆல்கஹால்களைச் சேர்ப்பது, பயன்படுத்தும்போது அந்தப் பொருளின் மென்மையை மேம்படுத்துகிறது.

3. கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் உற்பத்தி முறை

3.1உயர் அழுத்த ஹைட்ரஜனேற்ற முறை

விலங்கு மற்றும் தாவர எண்ணெய்களை மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தி, உயர் அழுத்த ஹைட்ரஜனேற்றம் மூலம் கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் பெறப்படுகின்றன. தொழிற்துறையில், ஹைட்ரஜனேற்றத்திற்கு முன்னர், மூல எண்ணெய் முதலில் முன்சிகிச்சை செய்யப்பட்டு, கொழுப்பு அமிலங்களாக மாற்றுவதற்காக ஆல்கஹாலிசிஸ் (அதாவது, டிரான்ஸ்எஸ்டரிஃபிகேஷன்) செயல்முறைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. கொழுப்பு அமிலங்களை நேரடியாக ஹைட்ரஜனேற்றம் செய்வதன் மூலமோ அல்லது எஸ்டரிஃபிகேஷனுக்குப் பிறகான ஹைட்ரஜனேற்றம் மூலமோ கொழுப்பு ஆல்கஹால்களை உற்பத்தி செய்யலாம். கொழுப்பு ஆல்கஹால்களை உற்பத்தி செய்வதற்காக கொழுப்பு அமிலங்களை நேரடியாக ஹைட்ரஜனேற்றம் செய்வதற்கு, உபகரணங்களுக்கு அதிக மூலப்பொருள் தேவைகள் உள்ளன.

கொழுப்பு அமிலங்களை கொழுப்பு ஆல்கஹால்களாக ஹைட்ரஜனேற்றம் செய்வதற்கான வேதிவினைச் சமன்பாடு:

RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O

கொழுப்பு அமில எஸ்டர்களை கொழுப்பு ஆல்கஹால்களாக ஹைட்ரஜனேற்றம் செய்வதற்கான வேதிவினைச் சமன்பாடு:

RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH

உயர் அழுத்த ஹைட்ரஜனேற்ற முறையில் நிலையான படுக்கை செயல்முறை மற்றும் தொங்கும் படுக்கை செயல்முறை ஆகியவை அடங்கும், ஆனால் அவற்றின் அடிப்படை தொழில்நுட்ப செயல்முறைகள் ஒரே மாதிரியானவை.

3.2. ஸீக்லர் முறை

எத்திலீனை மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தி டிரையல்கைல்அலுமினியத்துடன் வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம், சங்கிலி வளர்ச்சி மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம் வழியாக அலுமினியம் ஆல்காக்சைடு சேர்மங்கள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன, பின்னர் நீராற்பகுப்பு, நடுநிலையாக்கல் மற்றும் பின்னக் காய்ச்சிவடித்தல் ஆகியவற்றின் மூலம் கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் பெறப்படுகின்றன.

1954-ல் கே. ஸீக்லரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட இந்த முறை, 1962-ல் அமெரிக்காவின் கான்டினென்டல் ஆயில் நிறுவனத்தால் முதன்முதலில் வணிகரீதியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு, நேரான சங்கிலி கொண்ட இரட்டை கார்பன் ஆல்கஹால்களை உற்பத்தி செய்தது. இந்த உற்பத்தி முறையின் முக்கிய வினைகள் பின்வரும் படிகளை உள்ளடக்கியுள்ளன:

டிரையெதிலலுமினியம் தயாரித்தல் (ஹைட்ரஜனேற்றம் மற்றும் சேர்க்கை வினை):

Al + H₂ + 2Al(C₂H₅)₃ → 3Al(C₂H₅)₂H

3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H₅)₃

அல்கைல்அலுமினியம் தயாரித்தல் (சங்கிலித் தொடர் வளர்ச்சி வினை):

Al(C₂H₅)₃ + 3nC₂H₄ → R₃Al

அலுமினியம் ஆல்காக்சைடைத் தயாரித்தல் (ஆக்சிஜனேற்ற வினை):

R₃Al + O₂ → Al(OR)₃

கொழுப்பு ஆல்கஹால்களைத் தயாரித்தல் (நீராற்பகுப்பு வினை):

Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH

or

Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH

3.3. ஆக்சோ தொகுப்பு முறை

வினையூக்கி மற்றும் அழுத்தப்பட்ட சூழ்நிலைகளில் ஓலெஃபின்கள், கார்பன் மோனாக்சைடு மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஆகியவை ஆல்டிஹைடுகளாகத் தொகுக்கப்படுகின்றன. மூல ஓலெஃபினை விட ஆல்டிஹைடில் ஒரு கார்பன் அணு கூடுதலாக உள்ளது. ஆல்டிஹைடுகளை ஹைட்ரஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் பெறப்படுகின்றன.

இந்த ஓலிஃபின் ஹைட்ரோஃபார்மைலேஷன் வினை (OXO வினை) 1938 ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மானிய வேதியியலாளர் ஓ. ரோலன் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.

OXO வினை பின்வருமாறு அமைகிறது:

ஹைட்ரோஃபார்மைலேஷன் வினை

4. கொழுப்பு ஆல்கஹால் தயாரிப்புகளின் பயன்பாடுகள் மற்றும் சந்தை மேம்பாடு

இயற்கையான உயர்தர கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள், சலவைக்கலவைகள், சர்பாக்டான்ட்கள் மற்றும் பிளாஸ்டிக் பிளாஸ்டிசைசர்கள் போன்ற நுண் இரசாயனப் பொருட்களுக்கு அடிப்படை மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுகின்றன. இவற்றிலிருந்து ஆயிரக்கணக்கான நுண் இரசாயனப் பொருட்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. அவை இரசாயனத் தொழில், பெட்ரோலியம், உலோகவியல், ஜவுளி, இயந்திரங்கள், சுரங்கத் தொழில், கட்டுமானம், பிளாஸ்டிக், ரப்பர், தோல், காகிதத் தயாரிப்பு, போக்குவரத்து, உணவு, மருத்துவம் மற்றும் சுகாதாரம், அன்றாட இரசாயனத் தொழில் மற்றும் விவசாயம் உள்ளிட்ட துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

கொழுப்பு ஆல்கஹால்களைப் பயன்படுத்தி எண்ணற்ற வழிப்பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும். 1980-களிலிருந்து அனைத்து வகையான சர்பாக்டான்ட்களிலும், ஆல்கஹால் அடிப்படையிலான சர்பாக்டான்ட்களே மிக வேகமாக வளர்ந்து வரும் வகையாக இருந்து வருகின்றன. செயல்திறன் மிக்க சலவைப்பொருட்களாக, அவை வலுவான சலவைத்திறன், நல்ல இணக்கத்தன்மை, குறைந்த நுரைத்தல், எளிதில் மக்கும் தன்மை, கடின நீர் எதிர்ப்பு மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை நீரில் நல்ல சலவை செயல்திறன் உள்ளிட்ட சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை படிப்படியாக லீனியர் அல்கைல்பென்சீன் சல்போனேட்டுகள் (LAS) மற்றும் டோடிசில்பென்சீன்சல்போனிக் அமிலத்திற்குப் பதிலாக மூன்றாம் தலைமுறை சலவைப்பொருட்களாக மாறி வருகின்றன. இதில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க தயாரிப்புகள், கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் மற்றும் எத்திலீன் ஆக்சைடிலிருந்து தொகுக்கப்பட்ட AEO3 முதல் AEO9 வரை ஆகும். இவற்றை மேலும் சல்போனேட் செய்து AES-ஐ உற்பத்தி செய்ய முடியும். இந்த ஆல்கஹால் அடிப்படையிலான சர்பாக்டான்ட்கள் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளையும் பெரிய சந்தைத் தேவையையும் கொண்டுள்ளன; அன்றாட வாழ்க்கை மற்றும் வாழ்க்கைத் தர மேம்பாட்டுடன் நெருங்கிய தொடர்புடையவை; மேலும் பரந்த தற்போதைய மற்றும் சாத்தியமான சந்தைகளைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, அவை கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள், குறிப்பாக இயற்கை கொழுப்பு ஆல்கஹால்களின் உற்பத்திக்கு ஒப்பீட்டளவில் பரந்த வளர்ச்சி வாய்ப்பை வழங்குகின்றன.

பிளாஸ்டிக் சேர்க்கைப் பொருட்கள், பிளாஸ்டிக் தொழிலுக்கான துணை மூலப்பொருட்களாகும். மேலும், சேர்க்கைப் பொருள் தொழிலும் பிளாஸ்டிக் தொழிலுடன் இணைந்து வளர்ச்சி அடைகிறது. சீனாவின் பிளாஸ்டிக் தொழிலின் விரைவான வளர்ச்சி நன்கு அறியப்பட்டதாகும். 1985-ஆம் ஆண்டில், பல்வேறு பிளாஸ்டிக் சேர்க்கைப் பொருட்களின் உலகளாவிய நுகர்வு 13 மில்லியன் டன்களை எட்டியது. மேலும், பிளாஸ்டிசைசர்கள் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் பிளாஸ்டிக் சேர்க்கைப் பொருட்களில் ஒன்றாகும். தற்போது, ​​பிளாஸ்டிசைசர்களின் வெளிநாட்டு உற்பத்தித் திறன் 4.5 மில்லியன் டன்களைத் தாண்டியுள்ளது, அதே நேரத்தில் சீனாவின் திறன் 500,000 டன்களைத் தாண்டியுள்ளது. பிளாஸ்டிசைசர்களில், டைபியூட்டைல் ​​தாலேட் (DBP) மற்றும் டையோக்டைல் ​​தாலேட் (DOP) ஆகியவை உற்பத்தியில் பெரும் பங்கைக் கொண்டுள்ளன. தாலிக் அன்ஹைட்ரைடைத் தவிர, பியூட்டனால் மற்றும் ஆக்டனால் ஆகியவையும் அவற்றின் உற்பத்தியில் முக்கிய மூலப்பொருட்களாகும். தற்போது, ​​இந்த இரண்டு பிளாஸ்டிசைசர்களையும் உற்பத்தி செய்ய, சீனா ஆண்டுதோறும் 300,000 டன்களுக்கும் அதிகமான பியூட்டனால் மற்றும் ஆக்டனாலைப் பயன்படுத்துகிறது. இருப்பினும், பியூட்டனால் மற்றும் ஆக்டனால் ஆகியவை ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய கார்பன் சங்கிலிகளைக் கொண்டிருப்பதால், அவற்றிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் பிளாஸ்டிசைசர்களால் வெப்ப எதிர்ப்பு, வானிலை எதிர்ப்பு மற்றும் மின் காப்பு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் பிளாஸ்டிக் பதப்படுத்தும் தொழில்துறையின் வளர்ச்சித் தேவைகளை இனி பூர்த்தி செய்ய இயலாது. தற்போது, ​​பியூட்டனால் மற்றும் ஆக்டனாலுக்குப் பதிலாக C10, C12, C14, C16 மற்றும் C18 ஆல்கஹால்கள் போன்ற நீண்ட சங்கிலி கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் பரிசோதிக்கப்பட்டு வருகின்றன. இவை சிறந்த வெப்ப எதிர்ப்பு, வானிலை எதிர்ப்பு மற்றும் மின் காப்பு கொண்ட பிளாஸ்டிக் பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும், இதன் மூலம் பிளாஸ்டிக்கின் பயன்பாடுகளை விரிவுபடுத்துகின்றன. எனவே, பிளாஸ்டிக் பிளாஸ்டிசைசர் துறையில் நீண்ட சங்கிலி கொழுப்பு ஆல்கஹால்களின் பயன்பாட்டு வாய்ப்புகள் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரியதாக உள்ளன.

அன்றாட இரசாயனப் பயன்பாடுகளில், செயற்கை ஆல்கஹால்களை விட இயற்கை கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் அதிக நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. அவற்றின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் தரக் குறிகாட்டிகள் ஒரே மாதிரியாக இருந்தாலும், நுகர்வோர் இயற்கை ஆல்கஹால்களையே விரும்புகின்றனர், இது தற்போது பரவலாகப் பின்பற்றப்படும் ஒரு "பசுமை"ப் போக்காக மாறியுள்ளது. எனவே, திரவ மற்றும் களிம்பு சோப்புகள், பற்பசைகள் மற்றும் அழகுசாதனக் குழம்புகள் போன்ற பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கு, அழகுசாதனத் துறையில் இயற்கை கொழுப்பு ஆல்கஹால்கள் சிறந்த மூலப்பொருட்களாக விளங்குகின்றன.