Стеариловый спирт Cetyl alcohol

Введение

«Стеариловый спирт», или «стеариловый спирт», представляет собой смесь жирных спиртов, в частности стеарилового спирта (16 атомов углерода) и цетилового спирта (18 атомов углерода). Этот состав, несмотря на небольшую полярность из-за присутствия гидроксильной группы (OH) в своей структуре, из-за преобладающей гидрофобной природы углеводородной цепи, остается нерастворимым в воде. Благодаря своей амфифильной природе и уникальным свойствам стеариловый спирт нашел широкое применение, особенно в косметической и гигиенической промышленности.

Структура и механизм действия

В общем, стеариловый спирт обычно представлен химической формулой CH3(CH2)nCH2OH, где n находится в диапазоне от 14 до 16. Другими словами, химическая структура стеарилового спирта содержит от 16 до 18 атомов углерода. В принципе, все жирные спирты, содержащие более 10 атомов углерода в своей структуре, нерастворимы в воде. Стеариловый спирт также, благодаря длинной алкильной цепи в своей структуре, не растворим в воде. Однако жирные спирты, такие как стеариловый спирт, растворимы в эфирах и короткой цепи спиртах, например, этаноле.
Температура плавления стеарилового спирта находится в пределах 50 градусов Цельсия. Это низкая температура плавления приводит к тому, что стеариловый спирт имеет твердое восковое состояние при комнатной температуре. Одной из важных характеристик стеарилового спирта, которая обнаруживается в длинноцепочечных жирных спиртах, является возникновение жидкокристаллической фазы при температуре ниже температуры плавления. Другими словами, такие соединения принимают псевдокристаллическую структуру до полного кристаллизации перед достижением температуры плавления. В этом состоянии молекулы образуют упорядоченную кристаллическую структуру, но с возможностью вращения вокруг главной оси (параллельно длинной алкильной цепи).

Исходя из этого, комбинация стеарилового спирта до достижения температуры плавления поглощает тепловую энергию и направляет ее на вращение молекул. Этот захват энергии превращает стеариловый спирт в подходящий вариант для использования в приложениях, основанных на поглощении энергии.

Одно из важных применений этой комбинации – смягчение кожи. Длинная и неполярная углеводородная цепь стеарилового спирта обеспечивает взаимодействие с липидным слоем поверхности кожи и создает ее ухоженный вид. Образование этого защитного слоя на поверхности кожи предотвращает потерю влаги и уменьшает ее сухость. Кроме того, высокая смягчающая способность стеарилового спирта, в сочетании с заполнением мелких дефектов поверхности, придает коже более яркий внешний вид.
Помимо этих применений, высокая вязкость стеарилового спирта может использоваться в качестве реологического модификатора. Эта особенность, вместе с относительной силой в стабилизации эмульсий, сделала стеариловый спирт широко используемым в вязких эмульсиях.

Методы производства

Существует различные способы производства стеарилового спирта, однако основная часть промышленного стеарилового спирта получается путем гидрогенизации и эфирефикации пальмового и кокосового масел. Кроме этого, помимо упомянутого метода, возможно также синтезировать эти соединения путем полимеризации этилена и окисления конечного соединения.

Области применения в промышленности

Смягчители

Как уже упоминалось, стеариловый спирт обладает приемлемой химической стабильностью. Кроме того, насыщенная углеводородная цепь этого соединения приводит к снижению нежелательных окислительных реакций. Указанные свойства в сочетании с низкой температурой плавления делают стеариловый спирт подходящим выбором для использования в смягчителях. Этот состав особенно применяется в металлообрабатывающих отраслях.

Косметическая и гигиеническая продукция

Как уже упоминалось, стеариловый спирт является одним из основных компонентов лосьонов и кремов для смягчения и увлажнения кожи. Этот состав, образуя защитный слой на поверхности кожи, предотвращает потерю влаги и сухость кожи. Стоит отметить, что стеариловый спирт, помимо лосьонов для тела, используется в формулах шампуней для волос и тела, а также в некоторых других кожных и косметических продуктах.
Помимо упомянутых механизмов, стеариловый спирт широко используется для регулирования реологических свойств и в качестве загустителя в формулах многих продуктов.

Краска, эпоксидная смола, полимеры и покрытия

Стеариловый спирт, как важное основание и модификатор, используется в полимерной промышленности. Этот соединение обычно применяется для улучшения реологических свойств и устойчивости полимерных систем. Использование этого соединения в качестве основы в системах полимеров, таких как эпоксидные, абразивные и ПВХ, очень распространено из-за его уникальных свойств. Также в некоторых случаях стеариловый спирт используется для увеличения непрозрачности и покрытия полимерных соединений в покрытиях, вероятно, из-за его хороших оптических свойств, а также защитных и антикоррозионных характеристик.

Охлаждение и термостабилизация тепла

Как упоминалось ранее, стеариловый спирт, так же как и другие длинноцепочечные жирные спирты, до полного плавления и утраты кристаллической структуры, поглощает тепловую энергию и направляет ее на вращение молекул вокруг главной оси. Эта характеристика, в сочетании с относительно низкой температурой плавления стеарилового спирта (приблизительно 50 градусов Цельсия), делает его использование в качестве фазового перехода и в направлении накопления тепла широко распространенным.

Более точно, при нагреве системы до температуры около 50 градусов Цельсия стеариловый спирт поглощает тепловую энергию и тратит ее на изменение своей фазы из твердого состояния в жидкое. Эта характеристика, вместе с высокой теплоемкостью этого соединения, приводит к тому, что тепловая энергия не приводит к дальнейшему повышению температуры системы. В соответствии с предыдущими пояснениями, длинноцепочечные спирты благодаря двухэтапному поглощению энергии являются подходящим выбором для таких применений.

Химические реакции

Еще одним применением стеарилового спирта является его использование в качестве химического промежуточного продукта в процессе производства. Большинство применений этого соединения в этой области связано с производством различных сурфактантов. Применение процессов, таких как сульфоноирование стеарилового спирта, приводит к появлению важных групп сурфактантов.

Продовольственная промышленность

Одним из новых применений стеарилового спирта и стеарилового спирта является его использование в процессе производства олеогелей. Эти соединения считаются заменителями транс-жирных жирных кислот в потребительских продуктах пищевой промышленности.

Экологические соображения

Стеариловый спирт считается нетоксичным соединением для использования в различных отраслях. Согласно последним исследованиям, использование стеарилового спирта в косметических продуктах не сопровождается развитием аллергических реакций.
С другой стороны, стеариловый спирт считается биоразлагаемым соединением, которое микроорганизмы преобразуют в более простые компоненты. Исходя из этого, стеариловый спирт также считается безопасным с точки зрения экологии.