- Що такежирний спирт
Жирні спирти – це аліфатичні спирти з вуглецевими ланцюгами від 8 до 22 атомів вуглецю. Жирні спирти зазвичай мають парну кількість атомів вуглецю та гідроксильну групу, приєднану до кінця вуглецевого ланцюга.
Вони є однією з сировини для поверхнево-активних речовин, що використовуються в мийних засобах, із загальною формулою ROH. Для спиртів мийного класу R зазвичай є вуглеводневою групою від C12 до C18. Такі високовуглецеві жирні спирти за своєю суттю мають амфіфільні властивості, тобто їхні молекули містять як гідрофобні групи, такі як вуглеводневі ланцюги, так і гідрофільні групи, такі як гідроксильні групи. Однак через їх дуже низьку розчинність у воді необхідно додавати гідрофільні групи або перетворювати гідроксильну групу на сульфатну групу. Тільки коли значення гідрофільно-ліпофільного балансу досягає необхідного рівня, щоб похідна жирного спирту отримала достатню кількість гідрофільних груп для розчинення у воді та утворення агрегатів (міцел), похідна жирного спирту діє як поверхнево-активна речовина. Наприклад, додеканол нерозчинний у воді, але коли він перетворюється на додецилсульфат натрію, його розчинність у воді покращується завдяки введенню сульфатної групи (-SO₃⁻), що дозволяє йому утворювати міцели у воді. За певної концентрації він демонструє чудову поверхневу активність. Використовуючи цю властивість, люди створили різноманітні поверхнево-активні речовини з видатними характеристиками, використовуючи жирні спирти як сировину.
2. Процес розвитку жирних спиртів
Жирні спирти спочатку виробляли зі спермацету. Отримані змішані жирні спирти після сульфування та нейтралізації утворювали сульфати, які були одними з найперших аніонних мийних засобів. Пізніше були розроблені та використані як сировина кокосова олія, пальмова олія та яловичий жир, які є відносно багатими джерелами. Жирні кислоти, отримані шляхом гідролізу, потім відновлювали до спиртів, які разом називають природними жирними спиртами. З розвитком нафтохімічної промисловості жирні спирти, отримані з використанням нафтопродуктів як сировини, стали відомі як синтетичні жирні спирти. До відносно важливих методів виробництва жирних спиртів належать гідрування під високим тиском, процес Циглера та процес оксосинтезу. Якщо маска для волосся містить ненасичені жирні спирти, вона може відновлювати та живити волосся; додавання жирних спиртів до блиску для губ покращує гладкість продукту під час нанесення.
3. Спосіб виробництва жирних спиртів
3.1Метод гідрування під високим тиском
Жирні спирти отримують шляхом гідрування під високим тиском з використанням тваринних та рослинних олій як сировини. У промисловості сиру олію спочатку попередньо обробляють та піддають алкоголізу (тобто переетерифікації) для перетворення її на жирні кислоти перед гідруванням. Жирні спирти також можна отримувати шляхом прямого гідрування жирних кислот або гідрування після етерифікації. Пряме гідрування жирних кислот для отримання жирних спиртів пред'являє високі вимоги до матеріалів обладнання.
Рівняння хімічної реакції гідрування жирних кислот до жирних спиртів:
RCOOH + 2H₂ → RCH₂OH + H₂O
Рівняння хімічної реакції гідрування ефірів жирних кислот до жирних спиртів:
RCOOR′ + 2H₂ → RCH₂OH + R′OH
Метод гідрування під високим тиском включає процес з нерухомим шаром та процес з підвісним шаром, але їхні основні технологічні процеси ідентичні.
3.2. Метод Циглера
Використовуючи етилен як сировину для реакції з триалкілалюмінієм, утворюються сполуки алкоксиду алюмінію шляхом росту ланцюга та окислення, а потім жирні спирти отримують шляхом гідролізу, нейтралізації та фракційної дистиляції.
Винайдений К. Циглером у 1954 році, цей метод вперше був комерційно застосований компанією Continental Oil Company у Сполучених Штатах у 1962 році, отримуючи спирти з парними атомами вуглецю з прямим ланцюгом. Основні реакції цього методу виробництва включають такі етапи:
Отримання триетилалюмінію (гідрування та реакція приєднання):
Al + H₂ + 2Al(C₂H5)₃ → 3Al(C₂H₅)₂H
3Al(C₂H₅)₂H + 3C₂H₄ → 3Al(C₂H5)₃
Отримання алкілалюмінію (ланцюгова реакція росту):
Al(C₂H5)₃ + 3nC₂H₄ → R3Al
Отримання алкоксиду алюмінію (реакція окислення):
R₃Al + O₂ → Al(OR)₃
Отримання жирних спиртів (реакція гідролізу):
Al(OR)₃ + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3ROH
or
Al(OR)₃ + H₂O → Al₂O₃ + 3ROH
3.3. Метод оксосинтезу
Олефіни, монооксид вуглецю та водень синтезуються в альдегіди під дією каталізатора та під тиском. Альдегід має на один атом вуглецю більше, ніж необроблений олефін. Жирні спирти отримують шляхом гідрування альдегідів.
Цю реакцію гідроформілювання олефінів (реакцію OXO) відкрив німецький хімік О. Ролен у 1938 році.
Реакція OXO відбувається наступним чином:
Реакція гідроформілювання
4. Застосування та розвиток ринку продуктів з жирним алкоголем
Натуральні високоякісні жирні спирти служать основною сировиною для продуктів тонкої хімії, таких як мийні засоби, поверхнево-активні речовини та пластифікатори пластику. З них виробляються тисячі продуктів тонкої хімії, які широко використовуються в таких галузях, як хімічна промисловість, нафта, металургія, текстиль, машинобудування, гірничодобувна промисловість, будівництво, виробництво пластмас, гуми, шкіри, паперу, транспорт, харчова промисловість, медицина та охорона здоров'я, повсякденна хімічна промисловість та сільське господарство.
Жирні спирти можна використовувати для виробництва численних похідних. Поверхнево-активні речовини на спиртовій основі є найшвидше зростаючою категорією серед усіх типів поверхнево-активних речовин з 1980-х років. Як активні інгредієнти мийних засобів, вони мають чудові властивості, включаючи сильну мийну здатність, добру сумісність, низьке піноутворення, легку біорозкладність, стійкість до жорсткої води та хороші мийні властивості у воді низьких температур. Вони поступово замінюють лінійні алкілбензолсульфонати (LAS) та додецилбензолсульфонову кислоту, стаючи сировиною для мийних засобів третього покоління. Найбільш репрезентативними продуктами тут є AEO3 - AEO9, синтезовані з жирних спиртів та етиленоксиду, які можна додатково сульфувати для отримання AES. Ці поверхнево-активні речовини на спиртовій основі мають широкий спектр застосування та великий ринковий попит, тісно пов'язані з повсякденним життям та покращенням якості життя, а також можуть похвалитися широкими фактичними та потенційними ринками. Таким чином, вони забезпечують відносно великий простір для розвитку виробництва жирних спиртів, особливо природних жирних спиртів.
Пластикові добавки є допоміжною сировиною для промисловості пластмас, і промисловість адитивів розвивається разом з нею. Швидкий розвиток промисловості пластмас у Китаї добре відомий. У 1985 році світове споживання різних пластикових добавок досягло 13 мільйонів тонн, а пластифікатори є одними з найбільш широко використовуваних пластикових добавок. Наразі виробничі потужності пластифікаторів за кордоном перевищили 4,5 мільйона тонн, тоді як потужності Китаю перевищили 500 000 тонн. Серед пластифікаторів основну частку виробництва складають дибутилфталат (DBP) та діоктилфталат (DOP). Окрім фталевого ангідриду, бутанол та октанол також є ключовою сировиною для їх виробництва. Наразі Китай споживає понад 300 000 тонн бутанолу та октанолу щорічно для виробництва цих двох пластифікаторів. Однак бутанол та октанол мають відносно короткі вуглецеві ланцюги, і пластифікатори, вироблені з них, більше не можуть задовольнити потреби розвитку промисловості переробки пластмас з точки зору термостійкості, атмосферостійкості та електроізоляції. Наразі довголанцюгові жирні спирти, такі як спирти C10, C12, C14, C16 та C18, проходять випробування для заміни бутанолу та октанолу, що дозволяє виготовляти пластикові вироби з відмінною термостійкістю, стійкістю до атмосферних впливів та електроізоляцією, розширюючи таким чином сфери застосування пластмас. Таким чином, перспективи застосування довголанцюгових жирних спиртів у галузі пластифікаторів пластмас є досить перспективними.
Натуральні жирні спирти мають більше переваг, ніж синтетичні спирти, у щоденному хімічному застосуванні. Навіть якщо їхні фізичні та хімічні показники якості ідентичні, споживачі все ще віддають перевагу натуральним спиртам, що стало панівною «зеленою» тенденцією. Отже, натуральні жирні спирти є ідеальною сировиною в косметичній промисловості для виробництва таких продуктів, як рідке та мазеве мило, зубні пасти та косметичні емульсії.
Час публікації: 02 квітня 2026 р.