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表面活性劑用脂肪醇介紹
2021-01-24 17:33
脂肪醇為具有8至22碳原子鏈的脂肪族的醇類。脂肪醇通常具有偶數(shù)的碳原子和一個(gè)連接于碳鏈末端的羥基。脂肪醇為洗滌劑用表面活性劑的原料之一，通式為ROH。洗滌劑用醇的R一般為C12~C18的烴基。這種高碳脂肪醇原具有兩親的特性，即在分子中有疏水基如碳?xì)滏湥钟杏H水基如羥基。但由于在水中的溶解度很低，必須添加親水基或?qū)⒘u基轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩峄?，使親水親油平衡值達(dá)到必要數(shù)值后，脂肪醇衍生物有了足夠的親水基能使之溶解于水，并能成為聚集體(膠束)時(shí)，這種脂肪醇衍生物才是表面活性劑。例如，十二醇不溶于水，但當(dāng)它變成十二醇硫酸鈉時(shí)，由于接上了一個(gè)硫酸基(-SO3-)，水溶性變好，并能在水中生成膠束，達(dá)到一定濃度時(shí)，顯示出非常好的表面活性。人們就是利用這種特性，以脂肪醇為原料，制出了多種具有各種優(yōu)異性能的表面活性劑。
脂肪醇的發(fā)展過(guò)程
脂肪醇最早是由鯨蠟制取的，所得的混合脂肪醇經(jīng)磺化中和后成為硫酸鹽，是最早的一種陰離子洗滌劑。其后開(kāi)發(fā)利用來(lái)源比較豐富的椰子油、棕櫚油和牛油為原料。水解所得脂肪酸再還原為醇。統(tǒng)稱為天然脂肪醇。
石油化學(xué)工業(yè)發(fā)展后，以石油產(chǎn)品為原料，生產(chǎn)的脂肪醇稱為合成脂肪醇。生產(chǎn)脂肪醇的方法比較重要的有高壓加氫法、齊格勒法和羰基合成法。如果洗發(fā)水中蘊(yùn)含不飽和脂肪醇，可提供修護(hù)與養(yǎng)發(fā)功能;唇蜜中加入脂肪醇可增強(qiáng)產(chǎn)品使用時(shí)的滑順感。
脂肪醇的生產(chǎn)方法
1. 高壓加氫法。以動(dòng)植物油脂為原料經(jīng)高壓加氫而得脂肪醇。在工業(yè)上，原料油脂先經(jīng)預(yù)處理、醇解(即酯交換)轉(zhuǎn)變成脂肪酸后再加氫。也可用脂肪酸直接加氫或酯化后加氫制成醇。用脂肪酸直接加氫制脂肪醇對(duì)設(shè)備的材質(zhì)要求高。脂肪酸加氫制脂肪醇的化學(xué)反應(yīng)式： RCOOH+2H2—→RCH2OH+H2O 脂肪酸酯加氫制脂肪醇的化學(xué)反應(yīng)式： RCOOR′+2H2—→RCH2OH+R′OH 高壓加氫法有固定床法和懸浮床法等，但其基本工藝流程相同。
2. 齊格勒法。以乙烯為原料和三烷基鋁作用，通過(guò)鏈增長(zhǎng)、氧化制得鋁醇化合物，再經(jīng)水解、中和、分餾而制得脂肪醇.為K.齊格勒于1954年所創(chuàng)，由美國(guó)大陸油品公司于1962年最早投產(chǎn)，產(chǎn)品為直鏈偶碳醇。這一生產(chǎn)方法的主要反應(yīng)有以下幾步： 三乙基鋁制備(氫化和加成反應(yīng))： Al+H2+2Al(C2H5)3—→3Al(C2H5)2H 3Al(C2H5)2H+3C2H4—→3Al(C2H5)3 烷基鋁制備(鏈增長(zhǎng)反應(yīng))： Al(C2H5)3+3nC2H4——→R3Al 鋁醇化物制備(氧化反應(yīng))： R3Al+O2——→Al(OR)3 脂肪醇制取(水解反應(yīng))： Al(OR)3+H2SO4——→Al2(SO4)3+3ROH 或 Al(OR)3+H2O——→Al2O3+3ROH3. 羰基合成法 將烯烴、一氧化碳與氫氣在催化劑及加壓條件下合成醛。醛的原子數(shù)比原料烯烴多一個(gè)碳。醛經(jīng)過(guò)加氫制得脂肪醇。此種烯烴的醛化反應(yīng)(OXO反應(yīng))為德國(guó)化學(xué)家O.勒倫于1938年所發(fā)現(xiàn)。
脂肪醇產(chǎn)品用途及市場(chǎng)發(fā)展
天然高級(jí)脂肪醇，是洗滌劑、表面活性劑、塑料增塑等精細(xì)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，由它生產(chǎn)的精細(xì)化工產(chǎn)品有上千種之多，廣泛用于化工、石油、冶金、紡織、機(jī)械、采礦、建筑、塑料、橡膠、皮革、造紙、交通運(yùn)輸、食品、醫(yī)藥衛(wèi)生、日用化工及農(nóng)業(yè)等部門(mén)。
脂肪醇可以生產(chǎn)許多衍生物。醇系列表面活性劑是80年代以來(lái)各類表面活性劑中發(fā)展最快的產(chǎn)品。它作為洗滌劑活性物，具有去污能力強(qiáng)、配伍性好、泡沫低、易生物降解、耐硬水以及低溫水洗滌性好等優(yōu)良性能，已在逐步取代直鏈烷基苯磺酸鹽(LAS)和十二烷基苯磺酸，成為第三代洗滌劑原料。這里最有代表性的品種是脂肪醇與環(huán)氧乙烷合成的AEO3～9等，還可進(jìn)而磺化生成AES，這些醇系表面活性劑，用途廣，需求量大，與日常生活和生活質(zhì)量的提高關(guān)系十分密切，現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)和潛在市場(chǎng)廣闊，因此，為脂肪醇，特別是天然脂仿醇生產(chǎn)，提供了較為廣闊的天地。 塑料助劑是塑料工業(yè)的輔助原料，助劑工業(yè)隨塑料工業(yè)發(fā)展而發(fā)展。
我國(guó)塑料工業(yè)發(fā)展之快，是眾所周知的，1985年全世界消耗各種塑料助劑1300萬(wàn)噸，而增塑劑是用量最大的塑料助劑之一，目前國(guó)外增塑劑生產(chǎn)能力已超過(guò)450萬(wàn)噸，我國(guó)的能已超過(guò)50萬(wàn)噸。在增塑劑中，產(chǎn)量占主要地位的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)，生產(chǎn)中除了用苯酐原料外，丁醇和辛醇也是主要原料，目前我國(guó)每年耗用約30萬(wàn)噸以上的丁醇和辛醇來(lái)生產(chǎn)這兩種增塑劑。然而，丁醇和辛醇的碳鏈較短，用它們生產(chǎn)的增塑劑在耐熱性能、耐候性能、電絕緣性能等方面，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足塑料加工工業(yè)發(fā)展需要，目前，正在試用高碳鏈脂肪醇，如C10、C12、C14、C16、C18等醇，代替丁醇和辛醇，可生產(chǎn)出耐熱、耐候性能和電絕緣性能優(yōu)良的塑料制品，促使塑料用途的擴(kuò)大。所以，高碳脂肪醇在塑料增塑劑行業(yè)的應(yīng)用，前景也是相當(dāng)看好的。
天然脂肪醇在日用化工方面的應(yīng)用，比化學(xué)合成醇，優(yōu)勢(shì)更勝一籌，兩者相比，即使各種理化質(zhì)量指標(biāo)相同，但人們依然偏愛(ài)使用天然醇，這已成為當(dāng)今流行的“綠色”趨勢(shì)。所以，天然脂肪醇在化妝品行業(yè)，如液體和軟膏狀皂、牙膏、化妝乳油等生產(chǎn)中，是理想的原料。
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