- อะไรคือแอลกอฮอล์ไขมัน
แอลกอฮอล์ไขมันเป็นแอลกอฮอล์อะลิฟาติกที่มีโซ่คาร์บอนประกอบด้วยอะตอมคาร์บอน 8 ถึง 22 อะตอม โดยทั่วไปแล้วแอลกอฮอล์ไขมันจะมีจำนวนอะตอมคาร์บอนเป็นเลขคู่ และมีหมู่ไฮดรอกซิลติดอยู่ที่ปลายโซ่คาร์บอน
แอลกอฮอล์ไขมันเป็นหนึ่งในวัตถุดิบสำหรับสารลดแรงตึงผิวที่ใช้ในผงซักฟอก โดยมีสูตรทั่วไปคือ ROH สำหรับแอลกอฮอล์เกรดผงซักฟอก R โดยทั่วไปจะเป็นหมู่ไฮโดรคาร์บอนที่มีคาร์บอน 12 ถึง 18 อะตอม แอลกอฮอล์ไขมันที่มีคาร์บอนสูงเหล่านี้มีคุณสมบัติแอมฟิฟิลิกโดยธรรมชาติ หมายความว่าโมเลกุลของพวกมันมีทั้งหมู่ที่ไม่ชอบน้ำ เช่น โซ่ไฮโดรคาร์บอน และหมู่ที่ชอบน้ำ เช่น หมู่ไฮดรอกซิล อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความสามารถในการละลายในน้ำต่ำมาก จึงจำเป็นต้องเติมหมู่ที่ชอบน้ำหรือเปลี่ยนหมู่ไฮดรอกซิลให้เป็นหมู่ซัลเฟต เฉพาะเมื่อค่าสมดุลระหว่างส่วนที่ชอบน้ำและส่วนที่ไม่ชอบน้ำถึงระดับที่ต้องการ เพื่อให้สารอนุพันธ์ของแอลกอฮอล์ไขมันมีหมู่ที่ชอบน้ำเพียงพอที่จะละลายในน้ำและเกิดการรวมตัวกัน (ไมเซลล์) สารอนุพันธ์ของแอลกอฮอล์ไขมันจึงจะทำหน้าที่เป็นสารลดแรงตึงผิว ตัวอย่างเช่น โดเดคาโนลไม่ละลายในน้ำ แต่เมื่อเปลี่ยนเป็นโซเดียมโดเดซิลซัลเฟต ความสามารถในการละลายในน้ำจะดีขึ้นเนื่องจากการเพิ่มหมู่ซัลเฟต (-SO₄²⁻)₃⁻ซึ่งทำให้สามารถก่อตัวเป็นไมเซลล์ในน้ำได้ ที่ความเข้มข้นระดับหนึ่ง มันแสดงคุณสมบัติการลดแรงตึงผิวที่ดีเยี่ยม ด้วยคุณสมบัตินี้ ผู้คนจึงได้ผลิตสารลดแรงตึงผิวหลากหลายชนิดที่มีประสิทธิภาพโดดเด่น โดยใช้แอลกอฮอล์ไขมันเป็นวัตถุดิบ
2. กระบวนการพัฒนาของแอลกอฮอล์ไขมัน
แอลกอฮอล์ไขมันถูกผลิตขึ้นครั้งแรกจากสเปอมาเซติ แอลกอฮอล์ไขมันผสมที่ได้ เมื่อผ่านกระบวนการซัลโฟเนชันและการทำให้เป็นกลาง จะได้ซัลเฟต ซึ่งเป็นหนึ่งในสารซักฟอกประจุลบกลุ่มแรกๆ ต่อมา น้ำมันมะพร้าว น้ำมันปาล์ม และไขมันวัว ซึ่งเป็นแหล่งวัตถุดิบที่ค่อนข้างอุดมสมบูรณ์ ได้ถูกพัฒนาและนำมาใช้เป็นวัตถุดิบ กรดไขมันที่ได้จากการไฮโดรไลซิสจะถูกรีดิวซ์เป็นแอลกอฮอล์ ซึ่งเรียกรวมกันว่าแอลกอฮอล์ไขมันธรรมชาติ หลังจากการพัฒนาของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี แอลกอฮอล์ไขมันที่ผลิตโดยใช้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเป็นวัตถุดิบจึงเรียกว่าแอลกอฮอล์ไขมันสังเคราะห์ วิธีการผลิตแอลกอฮอล์ไขมันที่สำคัญ ได้แก่ การไฮโดรจิเนชันภายใต้ความดันสูง กระบวนการซีเกลอร์ และกระบวนการสังเคราะห์ออกโซ หากมาส์กผมมีส่วนผสมของแอลกอฮอล์ไขมันไม่อิ่มตัว จะช่วยซ่อมแซมและบำรุงเส้นผมได้ การเติมแอลกอฮอล์ไขมันลงในลิปกลอสจะช่วยเพิ่มความเรียบเนียนของผลิตภัณฑ์ระหว่างการใช้งาน
3. วิธีการผลิตแอลกอฮอล์ไขมัน
3.1วิธีการเติมไฮโดรเจนด้วยแรงดันสูง
แอลกอฮอล์ไขมันได้มาจากการไฮโดรจิเนชันภายใต้ความดันสูง โดยใช้น้ำมันจากสัตว์และพืชเป็นวัตถุดิบ ในทางอุตสาหกรรม น้ำมันดิบจะถูกปรับสภาพเบื้องต้นและผ่านกระบวนการแอลกอฮอลิซิส (เช่น ทรานส์เอสเตอริฟิเคชัน) เพื่อเปลี่ยนเป็นกรดไขมันก่อนที่จะทำการไฮโดรจิเนชัน นอกจากนี้ยังสามารถผลิตแอลกอฮอล์ไขมันได้โดยการไฮโดรจิเนชันกรดไขมันโดยตรง หรือการไฮโดรจิเนชันหลังจากเอสเตอริฟิเคชัน การไฮโดรจิเนชันกรดไขมันโดยตรงเพื่อผลิตแอลกอฮอล์ไขมันนั้นต้องการอุปกรณ์และวัสดุในปริมาณมาก
สมการปฏิกิริยาเคมีสำหรับการเติมไฮโดรเจนลงในกรดไขมันเพื่อผลิตแอลกอฮอล์ไขมัน:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
สมการปฏิกิริยาเคมีสำหรับการเติมไฮโดรเจนลงในเอสเทอร์ของกรดไขมันเพื่อสร้างแอลกอฮอล์ไขมัน:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
วิธีการไฮโดรจิเนชันแรงดันสูงประกอบด้วยกระบวนการแบบเตียงคงที่และกระบวนการแบบเตียงแขวนลอย แต่กระบวนการทางเทคโนโลยีพื้นฐานของทั้งสองแบบนั้นเหมือนกัน
3.2. วิธีของซีเกลอร์
โดยใช้เอทิลีนเป็นวัตถุดิบในการทำปฏิกิริยากับไตรอัลคิลอะลูมิเนียม จะได้สารประกอบอะลูมิเนียมอัลคอกไซด์ผ่านการเติบโตของโซ่และการออกซิเดชัน จากนั้นจึงได้แอลกอฮอล์ไขมันผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส การทำให้เป็นกลาง และการกลั่นแยกส่วน
วิธีการนี้คิดค้นโดย เค. ซีกเลอร์ ในปี 1954 และถูกนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกโดยบริษัท คอนติเนนทัล ออยล์ คอมพานี ของสหรัฐอเมริกา ในปี 1962 โดยผลิตแอลกอฮอล์ที่มีสายโซ่ตรงและมีจำนวนคาร์บอนเป็นเลขคู่ ปฏิกิริยาหลักในวิธีการผลิตนี้ประกอบด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้:
การเตรียมไตรเอทิลอะลูมิเนียม (ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันและการเติม):
อัล + H₂ + 2Al(C₂H₅)₃ → 3Al(C₂H₅)₂H
3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H₅)₃
การเตรียมอัลคิลอะลูมิเนียม (ปฏิกิริยาการเติบโตของลูกโซ่):
อัล(C₂H₅)₃ + 3nC₂H₄ → R₃Al
การเตรียมอะลูมิเนียมอัลคอกไซด์ (ปฏิกิริยาออกซิเดชัน):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
การเตรียมแอลกอฮอล์ไขมัน (ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. วิธีการสังเคราะห์ออกโซ
โอเลฟิน คาร์บอนมอนอกไซด์ และไฮโดรเจน ถูกสังเคราะห์เป็นอัลดีไฮด์ภายใต้ตัวเร่งปฏิกิริยาและสภาวะความดันสูง อัลดีไฮด์จะมีอะตอมคาร์บอนมากกว่าโอเลฟินดิบหนึ่งอะตอม แอลกอฮอล์ไขมันได้มาจากการเติมไฮโดรเจนลงในอัลดีไฮด์
ปฏิกิริยาไฮโดรฟอร์มิเลชันของโอเลฟิน (ปฏิกิริยา OXO) นี้ถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวเยอรมัน โอ. โรเลน ในปี 1938
ปฏิกิริยา OXO มีดังต่อไปนี้:
ปฏิกิริยาไฮโดรฟอร์มิเลชัน
4. การประยุกต์ใช้และการพัฒนาตลาดของผลิตภัณฑ์แอลกอฮอล์ไขมัน
แอลกอฮอล์ไขมันคุณภาพสูงจากธรรมชาติเป็นวัตถุดิบพื้นฐานสำหรับผลิตภัณฑ์เคมีภัณฑ์ชั้นดี เช่น ผงซักฟอก สารลดแรงตึงผิว และสารเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับพลาสติก ผลิตภัณฑ์เคมีภัณฑ์ชั้นดีหลายพันชนิดผลิตจากวัตถุดิบเหล่านี้ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในภาคส่วนต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมเคมี ปิโตรเลียม โลหะวิทยา สิ่งทอ เครื่องจักร เหมืองแร่ การก่อสร้าง พลาสติก ยาง หนัง กระดาษ การขนส่ง อาหาร ยาและสุขภาพ อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ในชีวิตประจำวัน และการเกษตร
แอลกอฮอล์ไขมันสามารถนำไปใช้ในการผลิตอนุพันธ์ได้มากมาย สารลดแรงตึงผิวชนิดแอลกอฮอล์เป็นกลุ่มสารลดแรงตึงผิวที่มีการเติบโตเร็วที่สุดนับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เนื่องจากเป็นส่วนประกอบสำคัญในผงซักฟอก จึงมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมหลายประการ เช่น การทำความสะอาดอย่างมีประสิทธิภาพ ความเข้ากันได้ดี ฟองน้อย ย่อยสลายได้ง่าย ทนต่อความกระด้างของน้ำ และมีประสิทธิภาพในการซักที่ดีในน้ำอุณหภูมิต่ำ สารเหล่านี้กำลังค่อยๆ เข้ามาแทนที่ลิเนียร์อัลคิลเบนซีนซัลโฟเนต (LAS) และกรดโดเดซิลเบนซีนซัลโฟนิก กลายเป็นวัตถุดิบผงซักฟอกรุ่นที่สาม ผลิตภัณฑ์ที่เป็นตัวแทนมากที่สุด ได้แก่ AEO3 ถึง AEO9 ซึ่งสังเคราะห์จากแอลกอฮอล์ไขมันและเอทิลีนออกไซด์ และสามารถนำไปซัลโฟเนตเพิ่มเติมเพื่อผลิต AES ได้ สารลดแรงตึงผิวชนิดแอลกอฮอล์เหล่านี้มีการใช้งานที่หลากหลายและมีความต้องการในตลาดสูง เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับชีวิตประจำวันและการพัฒนาคุณภาพชีวิต และมีตลาดที่กว้างขวางทั้งในปัจจุบันและอนาคต ดังนั้นจึงมีพื้นที่การพัฒนาที่ค่อนข้างมากสำหรับการผลิตแอลกอฮอล์ไขมัน โดยเฉพาะแอลกอฮอล์ไขมันจากธรรมชาติ
สารเติมแต่งพลาสติกเป็นวัตถุดิบเสริมสำหรับอุตสาหกรรมพลาสติก และอุตสาหกรรมสารเติมแต่งก็พัฒนาควบคู่ไปกับอุตสาหกรรมพลาสติก การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลาสติกของจีนเป็นที่ทราบกันดี ในปี 1985 การบริโภคสารเติมแต่งพลาสติกชนิดต่างๆ ทั่วโลกสูงถึง 13 ล้านตัน และพลาสติไซเซอร์เป็นหนึ่งในสารเติมแต่งพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ปัจจุบัน กำลังการผลิตพลาสติไซเซอร์ในต่างประเทศเกิน 4.5 ล้านตัน ในขณะที่กำลังการผลิตของจีนเกิน 500,000 ตัน ในบรรดาพลาสติไซเซอร์ ไดบิวทิลพทาเลต (DBP) และไดออกทิลพทาเลต (DOP) มีส่วนแบ่งการผลิตหลัก นอกจากพทาลิกแอนไฮไดรด์แล้ว บิวทานอลและออกทานอลก็เป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิตเช่นกัน ปัจจุบัน จีนใช้บิวทานอลและออกทานอลมากกว่า 300,000 ตันต่อปีเพื่อผลิตพลาสติไซเซอร์ทั้งสองชนิดนี้ อย่างไรก็ตาม บิวทานอลและออกทานอลมีโซ่คาร์บอนค่อนข้างสั้น และพลาสติไซเซอร์ที่ผลิตจากสารเหล่านี้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านการพัฒนาของอุตสาหกรรมแปรรูปพลาสติกในแง่ของความทนทานต่อความร้อน ความทนทานต่อสภาพอากาศ และฉนวนไฟฟ้าได้อีกต่อไป ปัจจุบัน แอลกอฮอล์ไขมันโซ่ยาว เช่น แอลกอฮอล์ C10, C12, C14, C16 และ C18 กำลังอยู่ระหว่างการทดสอบเพื่อใช้ทดแทนบิวทานอลและออกทานอล ซึ่งสามารถผลิตผลิตภัณฑ์พลาสติกที่มีความทนทานต่อความร้อน ความทนทานต่อสภาพอากาศ และฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม จึงเป็นการขยายขอบเขตการใช้งานของพลาสติก ดังนั้น แนวโน้มการใช้งานของแอลกอฮอล์ไขมันโซ่ยาวในอุตสาหกรรมพลาสติไซเซอร์พลาสติกจึงค่อนข้างสดใส
แอลกอฮอล์ไขมันธรรมชาติมีข้อดีมากกว่าแอลกอฮอล์สังเคราะห์ในการใช้งานทางเคมีในชีวิตประจำวัน แม้ว่าคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีจะเหมือนกัน แต่ผู้บริโภคก็ยังคงนิยมแอลกอฮอล์ธรรมชาติ ซึ่งกลายเป็นกระแส "รักษ์โลก" ที่ได้รับความนิยม ดังนั้น แอลกอฮอล์ไขมันธรรมชาติจึงเป็นวัตถุดิบที่เหมาะสมในอุตสาหกรรมเครื่องสำอางสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น สบู่เหลวและสบู่ครีม ยาสีฟัน และอิมัลชันเครื่องสำอาง
วันที่เผยแพร่: 2 เมษายน 2569