十八醇/硬脂醇(1-十八醇,CAS: 112-92-5)产品介绍
一、产品概述
十八醇,又名硬脂醇、1-十八醇、十八烷基醇,是一种饱和直链脂肪醇,化学式为C₁₈H₃₈O(或CH₃(CH₂)₁₆CH₂OH),分子量270.50,CAS号为112-92-5。
十八醇属于高级脂肪醇,在室温下为白色固体,通常由天然油脂(如棕榈油、牛油、椰子油)经甲酯化后高压加氢还原制得,也可以从鲸蜡中提取(历史上曾称为鲸蜡醇,但现代生产多以植物或动物脂肪为原料)。市售十八醇并非纯品,通常含有少量十六醇(鲸蜡醇)等,根据纯度不同分为不同规格(如70%、90%、95%、99%等)。
二、产品结构与特性
2.1 分子结构
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分子式:C₁₈H₃₈O
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结构简式:CH₃(CH₂)₁₆CH₂OH
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官能团:末端伯羟基(—OH)
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碳链:18个碳的直链饱和烷基
2.2 物理性质
| 项目 | 参数值 |
|---|---|
| 外观 | 白色蜡状固体或片状、颗粒状 |
| 密度(80℃) | 0.812 g/cm³ |
| 熔点 | 57~61℃(纯品约59.4~59.8℃) |
| 沸点 | 约350℃(常压),210~215℃(1.33 kPa) |
| 闪点 | 约165℃(闭杯) |
| 折射率(nD 60℃) | 1.4356 |
| 羟值 | 约200~220 mg KOH/g |
2.3 溶解性
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不溶于水
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可溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、丙酮等有机溶剂
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微溶于冷乙醇,加热时溶解性增加
2.4 化学性质
十八醇具有典型的伯醇化学反应特性:
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酯化反应:与羧酸或酸酐反应生成脂肪酸酯(如硬脂酸十八酯),是化妆品和塑料润滑剂的重要原料。
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乙氧基化反应:与环氧乙烷加成生成脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3、AEO-9等),是重要的非离子表面活性剂。
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磺化/硫酸化反应:可生成脂肪醇硫酸盐(如十八烷基硫酸钠),用作阴离子表面活性剂。
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氧化反应:可被氧化为十八醛或十八酸。
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卤代反应:生成十八烷基卤化物。
稳定性:常温下化学性质稳定,不易氧化,但应避免强氧化剂接触。长期储存时需防潮、防热。
2.5 安全与毒理
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急性毒性:大鼠经口LD₅₀ > 2000 mg/kg(低毒)
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皮肤刺激性:对皮肤和眼睛有轻微刺激性,但一般认为在化妆品中安全
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生物降解性:易于生物降解,环境友好
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安全性说明:S26(眼睛接触后立即用大量水冲洗)、S36(穿戴适当防护服)
FDA将十八醇列为一般认为安全(GRAS) 物质,可用于食品接触材料和食品添加剂(限用作消泡剂等)。欧盟允许作为食品添加剂(E号未列入但可作为食品接触材料)。
三、质量规格与产品分级
3.1 国家标准
我国关于十八醇的质量标准主要有:
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GB/T 16451-2008《硬脂醇》(现行有效)
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GB/T 2146-2017《工业用十八烷基醇》
3.2 主要技术指标(参考GB/T 16451-2008)
| 项目 | 优等品 | 一等品 | 合格品 |
|---|---|---|---|
| 色泽(Hazen,Pt-Co)≤ | 10 | 15 | 20 |
| 酸值(mg KOH/g)≤ | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
| 皂化值(mg KOH/g)≤ | 0.5 | 1.0 | 1.5 |
| 羟值(mg KOH/g) | 206~216 | 204~218 | 200~220 |
| 水分(%)≤ | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
| 十八醇含量(%)≥ | 98.0 | 95.0 | — |
| 十六醇含量(%)≤ | — | — | — |
注:工业品通常以混合醇形式销售,常见规格有:
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70%十八醇 + 30%十六醇(化妆品常用)
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90%十八醇
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95%十八醇
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99%十八醇(高纯品,用于医药和高端日化)
四、主要应用领域
4.1 化妆品与个人护理(最大消费领域)
十八醇是化妆品中最常用的脂肪醇之一,主要用作:
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润肤剂:在皮肤表面形成疏水薄膜,减少水分蒸发,使皮肤柔软光滑。
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乳化稳定剂:在膏霜、乳液中与乳化剂协同作用,增加体系稳定性,防止分层。
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增稠剂:增加乳液黏度,赋予产品适宜的稠度和铺展性。
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共溶剂:帮助溶解油溶性成分。
产品实例:
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护肤霜、护手霜、身体乳
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洗发水、护发素(作为调理剂,降低静电)
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防晒产品
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口红、唇膏(提供结构强度和光泽)
法规依据:十八醇已列入中国《已使用化妆品原料目录》(2021年版),使用无限制;CIR(化妆品成分评审)认为其安全可靠。
4.2 医药工业
在医药领域,十八醇用作药用辅料:
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软膏和乳膏的基质:作为油相组分,提供黏度和封闭性
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片剂和胶囊的润滑剂:减少压片时的摩擦
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缓释制剂的包衣材料:与其它材料复合使用
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透皮贴剂的骨架材料
标准依据:《中国药典》已收载十八醇(硬脂醇)作为药用辅料;USP/NF(美国药典/国家处方集)也有收载。
4.3 表面活性剂与洗涤剂工业
以十八醇为原料可生产多种表面活性剂:
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脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO系列):非离子表面活性剂,广泛用于洗涤剂、乳化剂、纺织助剂。
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脂肪醇硫酸钠(AS/K12):阴离子表面活性剂,用于洗衣粉、液体洗涤剂。
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脂肪醇醚硫酸钠(AES):温和型表面活性剂,用于香波、沐浴露。
典型产品:AEO-3(乳化剂)、AEO-7、AEO-9(洗涤剂主成分)。
4.4 塑料与橡胶工业
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PVC润滑剂:作为外润滑剂,降低PVC加工过程中的熔体黏度,防止粘附金属表面。
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橡胶加工助剂:用作防粘剂、脱模剂。
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塑料抗静电剂:十八醇衍生物可赋予塑料制品抗静电性能。
4.5 纺织工业
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纺织柔软剂:季铵盐类柔软剂(D1821、DHTDMAC等)以十八醇为原料制成,赋予织物柔软、抗静电手感。
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消泡剂:十八醇与其它组分复配用于印染过程的消泡。
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纺丝油剂:作为平滑剂组分。
4.6 食品工业
十八醇在一些国家允许作为食品添加剂(或食品接触材料):
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消泡剂:用于豆制品、发酵、制糖等工艺中抑制泡沫。
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被膜剂:用于水果、糖果的表面涂层。
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食品包装材料:作为塑料、纸张涂层中的润滑剂/脱模剂。
标准依据:GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》中未直接列入醇类消泡剂,但允许“丙二醇脂肪酸酯”等;FDA将十八醇列为GRAS用于食品接触表面。
4.7 其他工业领域
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涂料与油墨:用作消泡剂、流平剂、润滑剂。
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金属加工:切削液和拉伸润滑剂中的组分。
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皮革加工:作为加脂剂成分。
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蜡烛:提高蜡烛硬度和白度(高碳醇混合物)。
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相变储能材料:十八醇是典型的相变材料(PCM),熔点为59~61℃,相变潜热约240 kJ/kg,可用于建筑节能、储热调温纺织品等。
来源依据:十八醇相变特性已有大量文献报道,如《Solar Energy Materials and Solar Cells》等期刊。
五、生产方法与原料
5.1 主要生产工艺
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天然油脂加氢还原法(主流工艺):
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将天然油脂(棕榈油、牛油、椰子油等)与甲醇酯交换生成脂肪酸甲酯
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脂肪酸甲酯在铜铬催化剂或其它催化剂存在下,高压加氢还原
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得到混合脂肪醇(C16~C18醇)
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通过精馏分离得到十八醇
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齐格勒法(乙烯齐聚法):由乙烯聚合生成烷基铝,氧化水解得到直链偶数碳脂肪醇,可得到高纯度十八醇。
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羰基合成法(OXO法):由烯烃与合成气反应生成醛后加氢,但产物多为支链醇。
5.2 主要原料
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棕榈油(主要来源)
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牛油
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椰子油
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氢气和催化剂
六、包装与贮运
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包装:通常为20kg、25kg编织袋内衬塑料袋,或50kg牛皮纸袋。也可用180kg开口钢桶或塑料桶(液体加热后灌装)。
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贮运条件:贮存于阴凉、干燥、通风处,避免阳光直射和高温,远离火源(虽闪点较高,但为可燃物)。常温下保质期一般2年。
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运输分类:非危险化学品,按一般化工产品运输。
七、主要参考标准与依据
| 类别 | 标准或来源 |
|---|---|
| 国家标准 | GB/T 16451-2008《硬脂醇》 |
| 行业标准 | HG/T 4595-2014(相关脂肪醇) |
| 药典标准 | 《中国药典》2020年版 四部(硬脂醇) USP-NF(Stearyl Alcohol) Ph. Eur.(Stearyl Alcohol),EP标准 |
| 化妆品 | 中国《已使用化妆品原料目录》(2021) CIR(Cosmetic Ingredient Review)最终报告 |
| 食品法规 | FDA 21 CFR 172.864(合成脂肪醇用于消泡剂) FDA 21 CFR 178.3480(作为食品接触材料润滑剂) |
| 安全数据 | MSDS(多种商业来源确认低毒、可生物降解) |
注:本产品介绍中的数据(熔点、羟值、含量要求等)主要依据GB/T 16451-2008及相关企业标准;应用领域信息依据《化妆品原料学》《表面活性剂化学》等权威教材及实际工业实践。