1.3 Высшие жирные кислоты

Высшие жирные кислоты(ВЖК) бывают натуральными( природными) и синтетическими карбоновыми кислотами алифатического ряда с числом атомов углерода в молекуле не менее 6.

Натуральные ВЖК – преимущественно одноосновные кислоты нормального строения с четным числом атомов углерода в молекуле; могут быть насыщенными и ненасыщенными. Кроме карбоксильных групп, они могут содерждать другие функциональные группы, например, ^-ОН. Содержаться в животных жирах и растительных маслах в виде сложных эфиров глдицерина( так называемых глицеридов).

Получают натуральные ВЖК из жиров и масел.В промышленности используют преимущественно высокотемпературный( 200-225^оС) гидролиз под давлением (≈2,5МПа).

Высшие синтетические жирные кислоты( ВСЖК), получаемы в промышленности из нефтехимического сырья, представляют собой, смеси насыщенных, преимущественно монокарбоновых кислот нормального и изостроения с четным и нечетным чслом атомов углерода в молекуле, содержащие примеси дикарбоновых, кетокарбоновых кислот и других соединений. Основной способ синтеза – окисление парафинов кислородом воздуха при 105-120^оС и атмосферном на давлении в присутствии катализатора - соединений марганца. Степень превращения парафина 30-35%. Продукты окисления нейтрализуют при 90-95 ^оС 20%-ным раствором Na₂CO₃ и омыляют 30%-ным раствором NaOH; из полученных мыл кислоты выделяют обработкой H₂SO₄ и фракционируют. Не омыляемые продукты удаляют термической обработкой в автоклаве при 160-180^оС и 2,0 МПа, а затем в термической печи при 320-340 ^оС. Недостатки процесса: невысокий выход целевой фракции С₁₀-С₂₀, низкое качество кислот, обусловленное присутствием до 3% побочных продуктов, большой объем сточных вод, загрязненных Na₂SO₄ и низкомолекулярными кислотами.

ВСЖК синтезируют также гидрокарбоксилированием олефинов присутствие катализаторов, например, H₂SO₄,HF,BF₃, при 50-100^оС, давление 5-15 МПа. При использовании сокатализаторов( карбонилов Сu и Аg) реакцию можно вести при 0-30⁰С и 0,1МПа. Получают в основном смеси кислот изостроения. Они отличаются низкими температурами плавления и кипения, высокой вязкостью, хорошей растворимостью.Недостатком метода является высокоагрессивная среда.

ВСЖК применяют в производстве: пластичных смазок(фракции С₅-С₆, С₇-С₉, С₂₀ и выше); синтетических спиртов(С₇-С₉, С₉-С₁₀, С₁₀-С₁₆); лакокрасочных материалов – для улучшения смачиваемости и диспергирования пигментов, предотвращения их оседания, изменение вязкости красок(С₈-С₁₈); латексов и каучуков – как эмульгаторы при полимеризации бутадиенсодержащих мономеров(С₁₀-С₁₃, С₁₂-С₁₆); неионогенных ПАВ – моно- и диэтаноламидов(С₁₀-С₁₆ и С₉-С₁₃ соответственно); текстильно вспомогательных веществ( С₁₄-С₁₆, С₁₄-С₁₈); свечном производстве(С₁₄-С₂₀), алифатических аминов и амидов; добавок к ракетному топливу, увеличивающих противоизносные свойства(С₁₇-С₂₀); искусственной кожи; депрессорных присадок к дизельному топливу(С₂₁-С₂₅).[3]

1.4 Стеариновая кислота

Стеариновая кислота, известная в химическом мире как цетилуксусная или октодекановая кислота, относится к одноосновным насыщенным карбоновым кислотам алифатического ряда.

В настоящее время стеариновая кислота используется в различных областях промышленности. Полифункциональный характер стеариновой кислоты позволяет использовать ее в качестве активатора ускорителей вулканизации, диспергатора наполнителей резиновых смесей, мягчителя (пластификатора). При непосредственном введении в каучук она улучшает распределение ингредиентов и обрабатываемость резиновых смесей. Склонность стеарина к миграции способствует снижению клейкости резиновых смесей.

Фармакопейная стеариновая кислота широко применяется в фармацевтической промышленности. В косметической промышленности стеариновая кислота используется в качестве структурообразующего и эмульгирующего компонента в кремах.

Стеариновую кислоту используют в аналитической химии при нефелометрическом определении кальция, магния и лития, а также качестве жидкой фазы в распределительной газо-жидкостной хроматографии для разделения смеси жирных кислот. При полировании металлов стеариновая кислота является компонентом полировальных паст. Это соединение применяется не только в качестве функционального химиката, но и как химическое сырье. Например, для получения октадецилового (стеарилового) спирта, который употребляется как структурообразователь и эмолент в кремах и пеногаситель в моющих средствах. В промышленности стеариновая кислота используется также для синтеза октадециламина.[4]

Производные и соли октадециламина применяются в качестве эмульгаторов и добавок к битумам в дорожном строительстве; флотоагентов прямой и обратной флотации при обогащении калийных и фосфоритных руд, полевого шпата, слюды; антислеживателей неорганических солей и удобрений; ингибиторов коррозии в кислых средах; деэмульгаторов необработанной нефти в нефтяной промышленности; компонентов антистатиков; отвердителей эпоксидных смол.

Из солей стеариновой кислоты применяют стеарат натрия как анионное ПАВ, в качестве моющего средства и компонента косметических изделий, загустителя смазок, стабилизатора при формовании полиамидов и антивспенивающей добавки в пищевой промышленности, а также стеарат кальция – в качестве загустителя смазок, стабилизатора поливинилхлорида и наружной смазки при формовании изделий из него, вспомогательного сиккатива и матирующего вещества в лакокрасочных материалах, гидрофобизатора для цемента и тканей, добавки, препятствующей слеживанию муки, эмульгатора для косметических препаратов. Кроме того, в производстве масляных лаков используется стеарат магния. Стеарат цинка применяют в медицине, производстве каучука, пластмасс и клеенки. Стеарат меди используется для бронзирования гипса и в качестве агента, препятствующего обрастанию. Стеарат свинца применяют в качестве сиккатива. Водорастворимые соли стеариновой кислоты, в частности стеараты натрия, калия и аммиака, являются мылами. Эфиры стеариновой кислоты применяют в качестве компонентов клеящих паст, антиоксидантов, эмульсий для обработки текстиля и кожи, стабилизаторов пищевых продуктов. Сложные эфиры стеариновой кислоты представлены этил- и бутилстеаратами, применяемыми в качестве пластификаторов, и гликольстеаратом, который используется как заменитель натурального воска.[4]