【摘要】 在本研究中,使用差示扫描法测定了由脂肪醇化合物和脂肪酸组成的五种二元混合物(即1-十二醇、1-十四醇、1-十六醇、月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸)的SLE相图量热法(DSC)。

自 19 世纪初以来,脂肪酸一直受到研究人员的关注,因为它们是脂肪和油的主要成分,而且还因为它们可用于制造食品、油漆、塑料、化肥、农用化学品、制药等领域的许多产品。 此外,脂肪醇化合物由脂肪酸制成,天然存在于某些特定的植物油和动物油中,广泛用作化学、药物和食品成分中的结构剂。脂肪醇化合物和脂肪酸决定了化妆品、药品和食品的一些重要特性,例如质地、稳定性和涂抹性等。

 

此外,最近的研究表明,这些脂肪化合物是良好的能量储存材料,是生产相变材料的更可持续的替代品。因此,由于工业界对这些产品的兴趣日益浓厚,对 SLE 的了解由脂肪酸和脂肪醇化合物形成的混合物的行为具有重要价值,可以为许多工业领域带来创新。

 

此外,相平衡数据是开发分离和纯化新技术、改善化学工业中这些脂肪化合物生产的最重要工具。脂肪醇和脂肪酸化合物决定了药品、化妆品和食品的一些重要特性,例如质地和稳定性。了解此类混合物的固液平衡 (SLE) 行为对于增强生产过程以及升级其家庭和工业用途是必要的。

 

在本研究中,使用差示扫描法测定了由脂肪醇化合物和脂肪酸组成的五种二元混合物(即1-十二醇、1-十四醇、1-十六醇、月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸)的SLE相图量热法(DSC)。使用偏光显微镜来补充相图的表征,相图显示了具有共晶点和包晶点以及固溶体形成的复杂整体行为。 SLE 数据使用 Margules 2 后缀和 Margules 3 后缀以及 UNIFAC 和 UNIFAC Dortmund 模型进行拟合。使用 Margules 3 后缀方程的建模方法最好地代表了实验数据。

 

图 1. 系统 1-十二醇 (1) + 月桂酸 (2) 的固液相图(实线和虚线):实验熔化温度 (■);共晶转变 (▲),包晶跃迁(●)、纯跃迁(○)和其他跃迁(+、x)。【1】

 

图 2. 1-十二醇 + 月桂酸体系的塔曼图:包晶反应 (●)、共晶反应 (▲) 和固-固转变 (+)。【1】

 

固相中的其他热转变如图 1 所示,可能是由于脂肪化合物的常见多晶型行为所致。图 2 显示了在该系统中观察到的不变跃迁的塔曼图。在此图表中,绘制了转变焓与系统摩尔分数的关系。当不变转变(共晶或包晶)的焓开始下降时,它应该线性增加到最大值(共晶或包晶点)。对于假设的包晶转变(约 297 K),焓增加至 x1-十二烷醇 ≅ 0.50。根据该转变调整的线性趋势表明,对于 x1-十二醇 ≅ 0.05,转变的焓为零,x1-十二醇 = 0.00,表明在该区域中出现固溶体。尽管共晶反应似乎发生在混合物成分中(图 1,温度约为 292.5 K),但 Tammann 图显示,这种转变并没有像共晶反应所预期的那样增加线性行为(图 2)。

 

【1】Solid–Liquid Equilibrium of Binary Systems Containing Fatty Acids and Fatty Alcohols Using Differential Scanning CalorimetryFilipe Hobi Bordón Sosa, Natália Daniele Dorighello Carareto, Guilherme José Maximo, Antonio José de Almeida Meirelles, and Mariana Conceição Costa Journal of Chemical & Engineering Data 2019 64 (12), 5017-5027 DOI: 10.1021/acs.jced.8b01006

 

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