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的碳原子和一個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氫鏈，又有親水基如羥基。但由于在水中的溶解度很低，必須添加親水基或將羥基轉變為硫酸基，使親水親油平衡值達到必要數值后，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，這種脂肪醇衍生物才是表面活性劑。例如，十二醇不溶于水，但當它變成十二醇硫酸鈉時，由于接上了一個硫酸基(-SO3-)，水溶性變好，并能在水中生成膠束，達到一定濃度時，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異性能的表面活性劑。
脂肪醇的發展過程
脂肪醇最早是由鯨蠟制取的，所得的混合脂肪醇經磺化中和后成為硫酸鹽，是最早的一種陰離子洗滌劑。其后開發利用來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。統稱為天然脂肪醇。
石油化學工業發展后，以石油產品為原料，生產的脂肪醇稱為合成脂肪醇。生產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。如果洗發水中蘊含不飽和脂肪醇，可提供修護與養發功能;唇蜜中加入脂肪醇可增強產品使用時的滑順感。
脂肪醇的生產方法
1. 高壓加氫法。以動植物油脂為原料經高壓加氫而得脂肪醇。在工業上，原料油脂先經預處理、醇解(即酯交換)轉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設備的材質要求高。脂肪酸加氫制脂肪醇的化學反應式： RCOOH+2H2—→RCH2OH+H2O 脂肪酸酯加氫制脂肪醇的化學反應式： 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，通過鏈增長、氧化制得鋁醇化合物，再經水解、中和、分餾而制得脂肪醇.為K.齊格勒于1954年所創，由美國大陸油品公司于1962年最早投產，產品為直鏈偶碳醇。這一生產方法的主要反應有以下幾步： 三乙基鋁制備(氫化和加成反應)： Al+H2+2Al(C2H5)3—→3Al(C2H5)2H 3Al(C2H5)2H+3C2H4—→3Al(C2H5)3 烷基鋁制備(鏈增長反應)： Al(C2H5)3+3nC2H4——→R3Al 鋁醇化物制備(氧化反應)： R3Al+O2——→Al(OR)3 脂肪醇制取(水解反應)： 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。醛的原子數比原料烯烴多一個碳。醛經過加氫制得脂肪醇。此種烯烴的醛化反應(OXO反應)為德國化學家O.勒倫于1938年所發現。
脂肪醇產品用途及市場發展
天然高級脂肪醇，是洗滌劑、表面活性劑、塑料增塑等精細化工產品的基礎原料，由它生產的精細化工產品有上千種之多，廣泛用于化工、石油、冶金、紡織、機械、采礦、建筑、塑料、橡膠、皮革、造紙、交通運輸、食品、醫藥衛生、日用化工及農業等部門。
脂肪醇可以生產許多衍生物。醇系列表面活性劑是80年代以來各類表面活性劑中發展最快的產品。它作為洗滌劑活性物，具有去污能力強、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氧乙烷合成的AEO3～9等，還可進而磺化生成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量的提高關系十分密切，現實市場和潛在市場廣闊，因此，為脂肪醇，特別是天然脂仿醇生產，提供了較為廣闊的天地。 塑料助劑是塑料工業的輔助原料，助劑工業隨塑料工業發展而發展。
我國塑料工業發展之快，是眾所周知的，1985年全世界消耗各種塑料助劑1300萬噸，而增塑劑是用量最大的塑料助劑之一，目前國外增塑劑生產能力已超過450萬噸，我國的能已超過50萬噸。在增塑劑中，產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)，生產中除了用苯酐原料外，丁醇和辛醇也是主要原料，目前我國每年耗用約30萬噸以上的丁醇和辛醇來生產這兩種增塑劑。然而，丁醇和辛醇的碳鏈較短，用它們生產的增塑劑在耐熱性能、耐候性能、電絕緣性能等方面，已遠遠不能滿足塑料加工工業發展需要，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，可生產出耐熱、耐候性能和電絕緣性能優良的塑料制品，促使塑料用途的擴大。所以，高碳脂肪醇在塑料增塑劑行業的應用，前景也是相當看好的。
天然脂肪醇在日用化工方面的應用，比化學合成醇，優勢更勝一籌，兩者相比，即使各種理化質量指標相同，但人們依然偏愛使用天然醇，這已成為當今流行的“綠色”趨勢。所以，天然脂肪醇在化妝品行業，如液體和軟膏狀皂、牙膏、化妝乳油等生產中，是理想的原料。
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