硬脂酸是一种由18个碳原子组成的直链结构的饱和长链脂肪酸,化学式为C17H35COOH(C18H36O2)。它在自然界中广泛存在,尤其是在动物脂肪和某些植物油中。硬脂酸在室温下呈现出白色固体形态,无色、无味,具有较低的水溶性和较高的有机溶剂溶解度。在工业上,硬脂酸可通过动植物脂肪的水解获得,广泛应用于食品、化妆品、药品、塑料和橡胶工业以及蜡烛制造等领域,既是重要的化工原料,也可作为多种产品的功能性添加剂。
编号系统
CAS号:57-11-4
MDL号:MFCD00002752
EINECS号:266-928-5
RTECS号:WI2800000
BRN号:608585
PubChem号:24899616
理化性质
物性数据
1.性状:白色蜡状透明固体或微黄色蜡状固体。能分散成粉末,微带牛油气味。
2.密度:0.84g/cm3
3.熔点:67~72℃
4.沸点:361℃
5.折射率(n20D):1.455
6.气相标准燃烧热(焓):-11446.9 kJ·mol-1
7.气相标准生成热(焓):-781.2 kJ·mol-1
8.液相标准燃烧热(焓):-11343.4 kJ·mol-1
9.液相标准生成热(焓):-884.7 kJ·mol-1
10.晶相相标准燃烧热(焓):-11280.4 kJ·mol-1
11.晶相标准生成热(焓):-947.7 kJ·mol-1
12.溶解性:不溶于水,稍溶于冷乙醇,加热时较易溶解。微溶于丙酮、苯,易溶于乙醚、氯仿、热乙醇、
四氯化碳、
二硫化碳。
13、热稳定性:硬脂酸具有良好的热稳定性,这使得它在需要高温加工的应用中,如某些塑料的生产,变得非常有用。
化学性质
化学稳定性:作为一种饱和脂肪酸,硬脂酸在化学上相对稳定,不易被氧化。这种稳定性使得硬脂酸在长时间储存和在多种环境下使用时,不会轻易变质或分解,从而保持了产品的品质和性能。
反应性:尽管硬脂酸本身在正常条件下相对稳定,但它可以参与多种化学反应,如酯化反应、皂化反应等。在酯化反应中,硬脂酸可以与醇反应生成酯,这是生产各种工业用途化合物(如润滑剂、塑化剂)的基础。
与金属的相互作用:硬脂酸能够与金属离子形成金属盐,这一性质使其在制造金属皂和作为稳定剂、润滑剂在多种工业应用中发挥作用。金属硬脂酸(如锌硬脂酸、钙硬脂酸)在塑料和橡胶制造中用作热稳定剂和润滑剂。
环境影响:虽然硬脂酸在生产和使用过程中对环境的直接影响较小,但作为化学物质,其生产和废弃处理过程中的环境管理仍然非常重要。硬脂酸的生物降解性较好,意味着它在自然环境中可以较为容易地分解,减少了对生态系统的长期影响。
毒理学数据
小鼠、大鼠静脉注射LC50:(23±0.7)mg/kg、(21.5±1.8)mg/kg。
分子结构数据
1.摩尔折射率:87.00
2.摩尔体积(cm3/mol):320.2
3.等张比容(90.2K):770.0
4.表面张力(dyne/cm):33.4
5.极化率(10-24 cm3):34.49
计算化学数据
1.计疏水参数计算参考值(XlogP):7.4
2.氢键供体数量:1
3.氢键受体数量:2
4.可旋转化学键数量:16
5.互变异构体数量:0
6.拓扑分子极性表面积(TPSA):37.3
7.重原子数量:20
8.表面电荷:0
9.复杂度:202
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
检查方法
水溶性酸:取本品5g,加热熔化,加等容新沸的热水,振摇2分钟,放冷,滤过,滤液中加甲基橙指示液1滴,不得显红色。
中性脂肪或蜡:取本品1.0g,加无水
碳酸钠0.5g与水30mL,煮沸使溶解,溶液应澄清。
炽灼残渣:取本品4.0g,依法检查(附录Ⅷ N),遗留残渣不得过0.1%。
重金属:取炽灼残渣项下遗留的残渣,依法检查(附录Ⅷ H第二法),含
重金属不得过百万分之五。
性质与稳定性
贮存方法
硬脂酸作为一种化学物质,其贮存方法需要确保物质的稳定性和安全性,以防止质量下降和避免潜在的安全风险。以下是硬脂酸的一些关键贮存指南:
1.200型硬脂酸用硬纸盒包装。800型硬脂酸用内衬塑料袋的编织袋包装。贮存于阴凉通风处。
2.本品可用硬纸箱或编织袋内衬塑料袋包装。每箱(袋)净重25kg或50kg。
3.贮存于阴凉、干燥、通风处,注意远离火源和氧化剂。按一般化学品规定贮运。
4.温度控制:虽然硬脂酸具有较高的熔点,但为了保持其固态形态和避免任何形态变化,建议的存储温度应远低于其熔点,一般在室温或稍低温度下存储。
5.避免湿气:水分可能影响硬脂酸的质量和性能。因此,存储容器应该密封良好,防止湿气进入。
6.光照和氧气:建议在避光条件下存储,并确保容器密封,限制氧气的接触。
7.包装材料:硬脂酸通常使用防潮、防氧化的包装材料,如塑料袋或密封的金属桶。确保包装完好无损,防止外部污染物进入。
8.安全存储:虽然硬脂酸通常较为安全、稳定,但仍应遵循所有相关的化学品存储规定,包括远离火源和热源,以及确保存储区域有良好的通风条件。
9.标签和记录:每个存储容器应清楚地标记内容物、重量、生产日期和过期日期(如果适用)。保持良好的库存记录,遵循先进先出的原则,以确保物料的新鲜度和品质。
合成方法
硬脂酸是自然界广泛存在的一种脂肪酸,几乎所有油脂中都有含量不等的硬脂酸,在动物脂肪中的含量较高,如牛油中含量可达24%,植物油中含量较少,茶油为0.8%,棕榈油为6%,但可可脂中的含量则高达34%。工业硬脂酸的生产方法主要有分馏法和压榨法两种。在硬化油中加入分解剂,然后水解得粗脂肪酸,再经水洗、蒸馏、脱色即得成品。同时副产甘油。
(1)分馏法 在水解锅中加入棉籽油硬化油6t,水解剂硬脂酸甲酚磺酸和硬脂酸萘磺酸120kg。通入蒸气至油层透明后,加水4200kg。继续加热至沸,常压下反应7.5h,澄清0.5h,分离下层甘油水。此后再加水解剂120kg,通入蒸气加热到油层透明后,加水3600kg,反应约10h,当混合酸价达190mg KOH/g以上时即为水解终点。此后澄清0.5h,分离甘油水后,加盐7kg、水3600 kg进行水洗。再用盐14kg、水4200kg进行二次水洗涤。第一步洗涤后澄清0.5h,第二步洗涤后澄清2h。分尽下层酸水后,取上层混合脂肪酸备用。
将混合脂肪酸2000kg加入蒸馏釜,进行减压分馏,釜温250-255℃,塔温210-220℃,顶温200-210℃,塔顶余压0.53-0.93kPa。进料、出料和排料达平衡后,转入连续操作,进料100%,出料40%,排料60%。将塔顶出料1000 kg碘值为2以下的硬脂酸和3 kg 92.5%的硫酸依次投人酸洗锅,煮沸洗涤。分尽酸后,取硬脂酸450 kg投入脱色锅加热到100℃。并依次加入化学纯硫酸150 ml和干燥的活性白土11 kg,然后加热至105 ℃左右,抽真空至余压 45.3~53.3 kPa,搅拌下脱色约45 min。此后经压滤、浇盘成型,即得一级硬脂酸。
取上述减压分馏的塔顶排料640 kg,在蒸馏釜内喷入过热蒸气进行减压蒸馏,余达22.7 kPa。收集 290~320 ℃的馏分,经脱水浇盘成块状三级硬脂酸或经喷雾成粉状三级硬脂酸。
(2)压榨法 以动植物油为原料,在水解剂(如氧化锌)存在下经高压水解、洗涤、减压蒸馏、压榨、漂白结晶等工艺制得一级硬脂酸。
(3)在分解剂(苯、萘等磺化混合物)存在下,对硬化油脂、牛油脂或羊油脂进行水解,然后经酸化、蒸馏、压榨、酸洗脱色即得成品。
(4)用油酸加氢法。
(5)用合成脂肪酸 C10~C20和C18~C20馏分为原料经熔化、酸洗(用1%硫酸)铸型、压榨、熔化、酸洗、脱水结晶制得。
用途
广泛用于制化妆品、塑料耐寒增塑剂、
脱模剂、稳定剂、
表面活性剂、橡胶硫化促进剂、
防水剂、
抛光剂、
金属皂、金属矿物浮选剂、软化剂、医药品及其他有机化学品。
另外,还可用作油溶性颜料的溶剂、蜡笔调滑剂、蜡纸打光剂、硬脂酸甘油脂的乳化剂等。
该品在食品工业中用作润滑剂、消泡剂及食品添加剂硬脂酸甘油脂、硬脂酸山梨糖醇酐酯、蔗糖酯等的原料。用作助剂的原料及日用化工产品的原料。
橡胶工业
硬脂酸在橡胶的合成和加工过程中起重要作用。硬脂酸是天然胶、
合成橡胶和胶乳中广泛应用的
硫化活性剂,也可用作增塑剂和软化剂。在生产合成橡胶过程中需加硬脂酸作乳化剂,在制造
泡沫橡胶时,硬脂酸可作起泡剂,硬脂酸还可用作
橡胶制品的脱模剂。
化妆品工业
硬脂酸用于雪花膏和冷霜这两类护肤品中起乳化作用,从而使其变成稳定洁白的膏体。硬脂酸还是制造杏仁蜜和奶液的主要原料。硬脂酸皂酯类在化妆品工业中用途更为广泛。
其它相关应用
脂肪酸主要作为表面活性剂的基础原料而得到广泛应用,国内主要应用在:橡胶工业作硫化活性剂;塑料工业用作润滑剂、稳定剂;纺织工业和家用洗涤剂中作柔软剂和杀菌剂;精密铸造中作蜡模,在润滑脂工业中作皂基等。
在化妆品工业中,是制造一般乳化制品不可缺少的原料,用于配制雪花膏、冷霜、粉底霜、剃须膏、发乳及护肤乳液等。橡胶工业中,是天然前、合成胶及胶乳的硫化活性剂,还用作软化剂。塑料工业中用作增塑剂、稳定剂及润滑剂。纺织工业中用作纱线润滑剂及制造丝光膏柔软剂。还用于制造脱模剂、抛光膏、消泡剂、金属浮选剂,油漆平光剂、蜡纸打光剂、纺织品防水剂等产品,是油溶性颜料的溶剂,也是制造
硬脂酸甲酯、
硬脂酸钙、
硬脂酸钾等硬脂酸酯及硬脂酸盐的原料。本品无毒,用内衬塑料袋的编织袋或纸箱包装,每袋(或每箱)净重25kg、50kg。按一般化学品规定贮运,存放于阴凉干燥处。
工业品
工业品呈白色或微黄色颗粒或块,为45%硬脂酸与55%
软脂酸的混合物,并含有少量油酸,略带脂肪气味。工业品分一级(旧称三压,经过三次压榨)、二级(旧称二压,经过二次压榨)和三级(旧称一压,经过一次压榨或不经过压榨)。是以硬脂酸为主并含有软脂酸等的混合酸。一级和二级硬脂酸是带有光泽或含是晶粒的白色蜡状固体。三级硬脂酸是淡黄色蜡状固体。
执行标准:GB9103-88标准
GB9103-88标准
工业硬脂酸广泛用于制化妆品、塑料耐寒增塑剂、
脱模剂、
稳定剂、
表面活性剂、
橡胶硫化促进剂、
防水剂、
抛光剂、
金属皂、金属矿物浮选剂、
软化剂、医药品及其他有机化学品。
安全术语
S16 Keep away from sources of ignition。远离火源。
S26 In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice。不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。
S37/39 Wear suitable gloves and eye/face protection。戴适当的手套和护目镜或面具。
风险术语
R11 Highly flammable。高度易燃。
R36/37/38 Irritating to eyes, respiratory system and skin。刺激眼睛、呼吸系统和皮肤。
质量标准
硬脂酸(质量标准:QualityStandard)
执行GB9103-88标准:AccordingtotheStandardofGB9103-88
指标名称指标值型号Y-4Y-8Y-10凝固点℃52≤x≤57
碘值g/100g2.04.08.0
水份(%)≤0.20.20.3
色泽(HAZEN)≤200400400
包装:25Kg塑料编织袋。
Package:25KgPlasticweavedbag