异硬脂酸的性质与应用

2024/5/28 8:53:50 作者:南星

理化性质

(1)热稳定性和氧化稳定性

异硬脂酸是饱和脂肪酸,不含有碳碳双键,所以具有良好的热稳定性和氧化稳定性。Kinsman等在60℃下进行的吸氧实验中的数据表明,异硬脂酸可保持稳定达2400h,工业级硬脂酸(碘值为5 gI2/100g)能保持稳定600h,而商业级油酸的稳定性最低(小于168h),这表明了异硬脂酸相比油酸和硬脂酸拥有更加优异的热稳定性。

异硬脂酸

(2)润滑性

异硬脂酸由亲油性碳链尾基和亲水性羧酸基团组成,具有两亲性。其中异硬脂酸的羧酸基团可以充分吸附在金属表面上形成稳定的吸附膜,而亲油性尾基会背离金属表面形成分子层将摩擦表面分离,从而减小了摩擦阻力。因此,异硬脂酸表现出较佳的润滑性。

(3)低温流动性

低温流动性是化工产品的一项重要参数。异硬脂酸因为碳链上存在着不同位置的烷基支链,具有与油酸相似的低温流动性,熔点和冻点均较低,可以在常温下保持液态。这使得异硬脂酸产品更容易储存、运输和加工,扩展了其在工业的应用范围。

(4)溶解度

异硬脂酸衍生物与硬脂酸衍生物相比拥有更好的溶解度。Johnson等将异硬脂酸盐放置于12种不同极性的溶剂中,同时对比了油酸盐和硬脂酸盐的溶解度,结果表明异硬脂酸盐可以溶解的溶剂种类最多,这使得异硬脂酸衍生物能够更容易应用于工业和消费产品。

(5)生物可降解性

异硬脂酸的原料来自于天然油脂,属于可再生的绿色资源,具备较好的生物可降解性。根据欧洲化学品管理局发布的生物可降解性实验结果,在OECD 301B测试中,60%的异硬脂酸可以在28天内转化为CO2,满足了生物可降解性的要求较好的生物可降解性使异硬脂酸及其酯类产品成为润滑剂和化妆品配方中的理想选项。

应用

(1)润滑油

在过去的几十年里,合成酯类润滑油成为了新的选择,其在性能特征方面具有石油基润滑油无法获得的一些优势。异硬脂酸与一些多元醇(季戊四醇、三甲基丙烷和新戊二醇等)反应生成的合成酯具备高闪点、低倾点、低毒性和较好的生物可降解性等性能,可以作为润滑油基础油的重要组成部分,具有广阔的应用前景。

(2)医药

异硬脂酸经过在半固体制剂的毒理学使用研究,未表现出皮肤刺激或致敏性,可以作为乳剂中的油相促进药物在皮肤表面的渗透。异硬脂酸具有和油酸相似的增溶性,还可以提高制剂的稳定性,且能够潜在地增强治疗活性。Silvia 等以TPGS为表面活性剂、异硬脂酸为油相,混合制得粘性微乳液用于 IMQ的输送,通过实验找到了一种有效的IMQ皮肤输送载体配方,表现出较好的治疗效果。

(3)涂料

Pavan等以异硬脂酸和二聚脂肪酸为原料制备了生物基聚氨酯涂料。利用甲醇钠催化异硬脂酸与二乙醇胺酰胺化合成脂肪酰胺,然后与二聚脂肪酸缩聚制备聚酯酰胺多元醇。聚酯酰胺多元醇内的异硬脂酸结构形态显著改善了粘合性,使得PU涂层具备了良好的粘附结构。此外,异硬脂酸中甲基支链的空间位阻效应有助于提高聚氨酯涂层的溶胀性能。

(4)个人护理

异硬脂酸在常温下为液态,无色无味,具有较好的润湿性、溶解性和氧化稳定性,因此异硬脂酸及其酯类衍生物在个人护理领域具有良好的适用性。异硬脂酸与季戊四醇生成的季戊四醇异硬脂酸酯不仅具有高稳定性、色泽好、易分散等优点,还具备一定的阻水效应,可以替代蓖麻油应用于面霜和乳液等产品。

(5)其他领域

异硬脂酸也可以应用于表面活性剂领域,以异硬脂酸和3-二烷基氨基-1,2-丙二醇合成的酯类衍生物用作工业纺织品的柔软剂,对部分纺织物品具有良好的再润湿性。在塑料领域,氧化铝水合物用作热塑性聚合物中的无机填料,异硬脂酸可以在其表面形成功能性涂层,提升填料在热塑性聚合物中的分散程度,使得填料后的热塑性聚合物表现出令人满意的阻燃性和抑烟性能。此外,异硬脂酸及其衍生物也广泛用于食品、洗涤剂、生物柴油等行业。

参考文献

[1]刘小强.丝光沸石催化油酸异构化制备异硬脂酸及其下游产品[D].江南大学,2023.DOI:10.27169/d.cnki.gwqgu.2023.002366.

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