📋 In questo articolo
- Cosa sono gli esteri sorbitani?
- Chimica: come la struttura guida HLB e funzione
- La famiglia di campate completa: gradi, HLB e proprietà
- Span 20 (Sorbitan Monolaurato) - Immersione profonda
- Span 60 (Sorbitan Monostearato) - Immersione profonda
- Span 80 (Sorbitan Monooleate) - Immersione profonda
- Strategia di abbinamento Span + Polisorbato
- Applicazioni in tutti i settori
- Come scegliere il grado di campata giusto
- Specifiche di qualità e approvvigionamento
- Domande frequenti
- Contatta Sinolook Chemical
🌿 1. Cosa sono gli esteri sorbitani?
Gli esteri sorbitani sono prodotti mediante esterificazione disorbitolo(un alcol zuccherino) con un acido grasso in condizioni di disidratazione controllata. Durante la reazione, il sorbitolo perde una o due molecole di acqua per formare una struttura ad anello ciclico chiamatasorbitanoOisosorbide, che poi reagisce con l'acido grasso per produrre il prodotto estere.
Le molecole risultanti sonotensioattivi non-ionici- non trasportano carica elettrica - con una caratteristica doppia personalità: il sistema dell'anello del sorbitano fornisce un'idrofilicità limitata attraverso i suoi rimanenti gruppi idrossilici, mentre la catena dell'acido grasso (da C12 a C18) fornisce la coda lipofila. Questa struttura anfifilica rende gli esteri del sorbitano altamente efficaci nell'adsorbimento sulle interfacce olio-acqua e nella stabilizzazione delle emulsioni.
💡 Il nome commerciale "Span".
"Span" era originariamente un nome commerciale registrato di Atlas Chemical Industries (in seguito ICI, poi Uniqema, ora Croda). Oggi è diventato un descrittore generico utilizzato in tutta l'industria chimica. Quando si vede "Span 80" su un CoA o su un foglio di formulazione, si riferisce sempre al monooleato di sorbitano indipendentemente dal produttore lo ha prodotto. Lo stesso vale per Span 20, Span 40, Span 60, Span 83 e Span 85.
Gli esteri del sorbitano occupano l'estremità lipofila dello spettro degli emulsionanti non-ionici - i loro valori HLB vanno da 1,8 (Span 85, altamente lipofilo) a 8,6 (Span 20, moderatamente idrofilo). Questo li colloca saldamente nelemulsionante acqua-in-olioEagente bagnantecategorie. Per l'emulsificazione di olio-in-acqua, vengono generalmente combinati con le loro controparti etossilate - i polisorbati (serie Tween) - per ottenere un HLB miscelato più elevato.
⚗️ 2. Chimica: come la struttura guida HLB e funzione
Due variabili strutturali determinano tutto ciò che riguarda le prestazioni di un estere sorbitano:
Variabile 1: Lunghezza della catena degli acidi grassi
L'acido grasso esterificato con sorbitano determina la lipofilicità e lo stato fisico del prodotto. Le catene più corte (C12 laurico) producono esteri con punto di fusione inferiore-e più polari; le catene più lunghe (C18 stearico) producono solidi con punto di fusione più elevato e più lipofili.
- C12 (Laurico)→ Span 20, HLB 8.6, liquido
- C16 (palmitico)→ Campata 40, HLB 6.7, solida
- C18:0 (stearico)→ Campata 60, HLB 4.7, solida
- C18:1 (Oleico)→ Span 80, HLB 4.3, liquido
- C18:1×3 (Trioleato)→ Span 85, HLB 1.8, liquido
Variabile 2: Grado di esterificazione
L'anello sorbitano ha più gruppi idrossilici disponibili per l'esterificazione. I mono-esteri (un acido grasso per sorbitano) sono più idrofili; i sesqui-esteri (1,5 acidi grassi) e i tri-esteri (tre acidi grassi) sono più lipofili.
- Monoestere→ Catena di acidi grassi compresa tra 20, 40, 60, 80 - 1
- Sesquiester→ Span 83 - 1.5 catene oleate medie
- Triestere→ Span 85 - 3 catene oleate, molto lipofile
Passando da mono → tri si riduce l'HLB bloccando i gruppi idrossilici e aggiungendo massa lipofila.
💡 L'effetto di insaturazione: perché Span 80 rimane liquido
Span 60 (stearato, C18:0) e Span 80 (oleato, C18:1) hanno valori HLB quasi identici (4,7 vs 4,3), ma Span 60 è un solido ceroso a temperatura ambiente mentre Span 80 è un liquido viscoso. Il singolo doppio legame nella catena oleata interrompe l'impaccamento molecolare e abbassa drasticamente il punto di fusione - da ~50 gradi (Span 60) a ben al di sotto di 0 gradi (Span 80). Questa differenza di stato fisico è il motivo principale per cui Span 80 è molto più utilizzato nei processi di produzione a temperatura ambiente-.
📊 3. La famiglia Span completa: gradi, HLB e proprietà
| Grado | Nome chimico | Acido grasso | HLB | Stato (25 gradi) | CAS | Funzione primaria |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Portata 20 | Monolaurato di sorbitano | C12 Laurico | 8.6 | Liquido | 1338-39-2 | Agente bagnante, emulsionante per oli polari |
| Portata 40 | Monopalmitato di sorbitano | C16 Palmitico | 6.7 | Solido ~45 gradi | 26266-57-9 | Emulsionante A/O, addensante in impianti a caldo |
| Portata 60 | Monostearato di sorbitano | C18:0 Stearico | 4.7 | Solido ~50 gradi | 1338-41-6 | Emulsionante A/O, alimentare E491, farmaceutico |
| Durata 80 ★ | Monooleato di sorbitano | C18:1 Oleico | 4.3 | Liquido | 1338-43-8 | L'emulsionante - A/O più utilizzato, multi-settore |
| Campo 83 | Sesquioleato di sorbitano | C18:1×1,5 Oleico | 3.7 | Liquido | 8007-43-0 | Emulsionante A/O dove è necessario un HLB inferiore a 80 |
| Durata 85 | Trioleato di sorbitano | C18:1×3 Oleico | 1.8 | Liquido | 26266-58-0 | Extreme W/O, fango invertito del giacimento petrolifero, specialità |
Spettro HLB della serie Span
← Più lipofilo (W/O) Più idrofilo (bagnante) →
🔬 4. Span 20 (Sorbitan Monolaurate) - Immersione profonda
Span 20 è il membro più idrofilo della famiglia degli esteri sorbitani, con un HLB di8.6. Ciò lo colloca al confine tra la zona dell'agente bagnante (HLB 7–9) e l'estremità inferiore dell'intervallo dell'emulsionante O/W. La catena dell'acido laurico (C12) è più corta e più polare rispetto alle varianti a catena più lunga-, il che spiega la maggiore idrofilicità.
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| INCI/Nome chimico | Laurato sorbitano |
| HLB | 8.6 |
| Aspetto | Liquido ambrato, a bassa viscosità |
| Peso Molecolare | ~346,5 g/mol |
| Solubilità | Disperdibile in acqua tiepida; solubile nella maggior parte degli oli e dei solventi |
| Controparte in polisorbato | Tween 20 (polisorbato 20), HLB 16,7 |
Principali applicazioni di Span 20
- 🧴 Cosmetici:Agente umettante nelle formulazioni detergenti; co-emulsionante nelle lozioni O/W quando miscelato con Tween 20; agente di diffusione nelle formulazioni spray
- 🌾 Agricoltura:Agente bagnante e disperdente negli spray fogliari; migliora la copertura sulle superfici fogliari idrofobiche
- 💊 Farmaceutica:Agente bagnante nei sistemi di rivestimento delle compresse; emulsionante in formulazioni topiche che richiedono HLB moderato
- 🧪 Laboratorio:Solubilizzazione delle proteine di membrana; componente tampone di lisi cellulare nella ricerca biologica
✅ Quando scegliere Span 20 rispetto a Span 80:Quando hai bisogno di un emulsionante solubile in olio- con HLB più elevato per fasi oleose moderatamente polari o quando il pH della formulazione è basso e vengono specificate combinazioni di coemulsionanti Tween 20/Span 20. Span 20 è anche la scelta standard quando l'applicazione finale richiede specificamente un estere di sorbitano derivato dall'acido laurico-(ad esempio, alcune applicazioni antimicrobiche o attive sulla membrana-).
🔬 5. Span 60 (Sorbitan Monostearato) - Immersione profonda
Span 60 - sorbitano monostearato (CAS 1338-41-6) - è il cavallo di battaglia per uso alimentare della famiglia Span. Con un HLB di4.7, si trova appena sopra lo Span 80 sulla scala della lipofilicità, ma la sua catena di acido stearico saturo lo rende un solido color crema ceroso-con un punto di fusione di circa 50–55 gradi. Questa forma fisica richiede l'incorporazione tramite processo-a caldo, ma fornisce anche vantaggi strutturali e materici unici che gli esteri di sorbitano liquidi non possono offrire.
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| INCI/Nome chimico | Stearato di sorbitano |
| Numero dell'additivo alimentare | E491(emulsionante alimentare UE) |
| HLB | 4.7 |
| Aspetto | Solido ceroso bianco/crema, pm ~50–55 gradi |
| Peso Molecolare | ~430,6 g/mol |
| Valore acido | Inferiore o uguale a 7,5 mg KOH/g |
| Controparte in polisorbato | Tween 60 (polisorbato 60), HLB 14.9 |
Principali applicazioni della campata 60
- 🍞 Alimenti (E491):Ammorbidente per le briciole e agente anti-raffinante nei prodotti da forno-lievitati; antischiuma in fermentazione; modificatore di cristalli nelle coperture e glasse di cioccolato; condizionatore dell'impasto
- 💊 Prodotti farmaceutici:Emulsionante A/O in unguenti e creme; lubrificante e legante per compresse nella granulazione-hot melt; componente base supposta; lubrificante per valvole propellenti per aerosol
- ✨ Cosmetici:Stabilizzatore di emulsione e fattore di consistenza nelle creme formulate a caldo; conferisce una consistenza cerosa e ricca ai burri e ai balsami per il corpo; Emulsionante per la protezione solare S/O
- 🔧 Industriale:Lubrificante per fibre tessili nella produzione di fibre sintetiche; antischiuma nelle fermentazioni industriali; additivo per collatura della carta
⚠️ Span 60 vs Span 80: Quando lo Stato Solido è un Vantaggio
Nelle formulazioni cosmetiche con processo-a caldo (creme, balsami, unguenti lavorati a temperature superiori a 60 gradi), Span 60 offre un vantaggio pratico: contribuisce sia all'emulsificazione che a un componente strutturale solido che si addensa e aggiunge corpo alla formulazione durante il raffreddamento. La crema AW/O che utilizza Span 60 + Tween 60 avrà in genere una consistenza più compatta e ricca rispetto alla stessa formula che utilizza Span 80 + Tween 80. Per i processi a-temperatura ambiente, Span 80 rimane la scelta pratica.
🔬 6. Span 80 (Sorbitan Monooleate) - Immersione profonda
Span 80 è l'estere di sorbitano più importante dal punto di vista commerciale in volume e quello che la maggior parte dei formulatori incontra per primo. La sua combinazione di anHLB di 4.3, lo stato liquido a temperatura ambiente e l'ampia compatibilità con diverse fasi oleose lo rendono la scelta predefinita dell'emulsionante A/O nei settori farmaceutico, cosmetico, agricolo, chimico dei giacimenti petroliferi e nella lavorazione industriale.
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Nome INCI | Oleato di sorbitano |
| HLB | 4.3 |
| Aspetto | Liquido viscoso ambrato (versabile a TA) |
| Viscosità (25 gradi) | ~1.000–1.200 mPa·s |
| Punto d'infiammabilità | >200 gradi |
| Controparte in polisorbato | Tween 80 (polisorbato 80), HLB 15.0 |
| Vantaggio chiave rispetto allo Span 60 | Liquido a temperatura ambiente - non è necessario il riscaldamento per l'incorporazione |
Perché Span 80 domina il mercato
Tre fattori spiegano la posizione dominante del mercato di Span 80 rispetto ad altri gradi Span:
Liquido a temperatura ambiente
A differenza degli Span 40, 60 e dei gradi solidi, lo Span 80 non richiede fusione. Può essere pompato, dosato e incorporato in sistemi batch a temperatura ambiente - un vantaggio produttivo fondamentale nelle operazioni di processo-continue o a freddo.
HLB 4.3 è lo sweet spot W/O ottimale
La maggior parte delle fasi di olio minerale, siliconico e vegetale hanno un HLB A/O richiesto pari a 3–5. L'HLB 4.3 di Span 80 si colloca perfettamente al centro di questa gamma, rendendolo efficace in una più ampia varietà di fasi dell'olio senza regolazione HLB.
Complemento perfetto per Tween 80
La coppia Span 80 / Tween 80 condivide la stessa catena di acidi grassi oleati. Questa compatibilità strutturale produce film interfacciali misti eccezionalmente resistenti quando i due co-adsorbono all'interfaccia olio-acqua - un vantaggio di stabilità rispetto alle coppie Span/Tween non corrispondenti.
Per dettagli tecnici completi, calcoli HLB ed esempi di applicazione per Span 80, consultare la nostra sezione dedicataPagina del prodotto SPAN 80 (Sorbitan Monooleato)..
⚗️ 7. Strategia di abbinamento Span + Polisorbato
Ciascun grado Span ha una controparte in polisorbato (Tween) strutturalmente abbinata prodotta mediante etossilazione. L'utilizzo di coppie abbinate - della stessa catena di acidi grassi in entrambi gli emulsionanti - produce il film interfacciale più sinergico perché le due molecole si uniscono in modo più efficace sulla superficie delle goccioline.
| Grado di portata (HLB) | Interpolazione abbinata (HLB) | Gamma HLB coperta | Miglior tipo di emulsione | Industrie tipiche |
|---|---|---|---|---|
| Portata 20 (8,6) | Tweet 20 (16.7) | 8.6–16.7 | O/W, bagnare | Cosmetica, farmaceutica, agricoltura, laboratorio |
| Portata 60 (4.7) | Interpolazione 60 (14,9) | 4.7–14.9 | S/O e O/O | Unguenti alimentari, farmaceutici, cosmetici (processo a caldo) |
| Portata 80 (4.3) ★ | Inter-80 (15.0) | 4.3–15.0 | W/O, O/W e tutti i tipi intermedi | La coppia più utilizzata in tutti i settori |
| Portata 85 (1,8) | Inter-85 (11.0) | 1.8–11.0 | Estremo senza | Giacimento petrolifero, specialità industriali |
🏭 8. Applicazioni in tutti i settori
💊 Prodotti farmaceutici
- Campo 80:Senza somministrazione di farmaci topici, emulsioni adiuvanti per vaccini, iniettabili con emulsione invertita
- Campo 60:Basi per unguenti, formulazioni per supposte, emulsionanti per creme-a caldo
- Durata 20:Agente umettante nei rivestimenti delle compresse, solubilizzante per farmaci scarsamente solubili
- Tutti i gradi: disponibile USP/NF o grado farmaceutico equivalente
✨ Cosmetici e cura della persona
- Campo 80:Senza filtri solari, creme fredde, disperdenti di pigmenti nei cosmetici colorati
- Campo 60:Creme ricche A/O, burri per il corpo, emulsioni-con procedimento a caldo che richiedono una consistenza compatta
- Durata 20:Emulsioni leggere O/W, agente umettante in tonici e sieri
🍞Trasformazione Alimentare
- Portata 60 (E491):Ammorbidente per il pane, miglioratore della briciola della torta, cioccolato anti-fioritura, lievito anti-grumi
- Portata 80 (E494):Uso alimentare limitato come antischiuma ed emulsionante in alcune applicazioni
- La qualità alimentare richiede purezza e certificazioni specifiche secondo la legislazione alimentare regionale
🌾 Agricoltura
- Campo 80:Formulazione concentrata emulsionabile (EC), adesivo spalmabile-in spray
- Durata 20:Agente bagnante su superfici vegetali idrofobe, potenziatore dell'assorbimento
- Entrambi utilizzati come coadiuvanti nelle formulazioni di pesticidi ed erbicidi a base di olio-
⛽ Giacimento petrolifero e industriale
- Campo 80:Emulsionante per fango di perforazione invertito, vettore inibitore di corrosione, emulsionante distaccante
- Campo 85:Emulsioni invertite-per impieghi gravosi che richiedono HLB molto basso
- Entrambi: componenti di fluidi per la lavorazione dei metalli, formulazioni di oli-preventivi contro la ruggine
🧵 Tessili e Altro
- Campo 60:Lubrificante per fibre e agente anti-statico nella filatura di fibre sintetiche
- Campo 80:Emulsionante da bagno ammorbidente per tessuti, ingrassante per la lavorazione del cuoio-liquore
- Entrambi utilizzati nella lavorazione della carta e nelle formulazioni di inchiostri
🎯 9. Come scegliere il giusto grado di campata
Utilizza questo framework come punto di partenza - corrisponde alle condizioni del processo e ai requisiti di prestazione:
📊 10. Specifiche di qualità e approvvigionamento
I parametri di qualità per gli esteri di sorbitano sono sostanzialmente coerenti tra i gradi. I parametri critici da verificare sul tuo CoA in entrata sono:
| Parametro | Portata 20 | Portata 60 | Portata 80 | Significato |
|---|---|---|---|---|
| Valore di acidità (mg KOH/g) | Inferiore o uguale a 7,0 | Inferiore o uguale a 7,5 | Inferiore o uguale a 8,0 | L'acido grasso libero - indica freschezza e qualità del processo |
| Valore di saponificazione (mg KOH/g) | 158–170 | 147–157 | 145–160 | Conferma del contenuto di esteri - test di identità |
| Valore ossidrile (mg KOH/g) | 330–358 | 235–260 | 193–210 | Il grado di esterificazione - influisce sull'HLB e sull'attività superficiale |
| Contenuto d'acqua (KF,%) | Inferiore o uguale a 1,5 | Inferiore o uguale a 1,0 | Inferiore o uguale a 1,0 | Prevenzione dell'idrolisi; opacizzazione nei gradi liquidi |
| Metalli pesanti (ppm) | Minore o uguale a 10 | Minore o uguale a 10 | Minore o uguale a 10 | Obbligatorio per applicazioni di tipo farmaceutico e alimentare- |
| Colore (Gardner) | Minore o uguale a 6 | Inferiore o uguale a 3 (bianco solido) | Minore o uguale a 8 | Rilevante per formulazioni cosmetiche e-colorate chiare |
✅ Lista di controllo dei fornitori per esteri sorbitani
- ✅ CoA specifico del lotto-fornito per ogni spedizione?
- ✅ Origine della materia prima confermata: - vegetale (cocco/palma/girasole)?
- ✅ Certificazione Halal e/o Kosher disponibile per forniture alimentari e farmaceutiche?
- ✅ Certificato di grado-alimentare (conformità E491) per applicazioni alimentari Span 60?
- ✅ Registrazione REACH in atto per le spedizioni UE?
- ✅ Opzioni di imballaggio disponibili: fusti (180 kg), IBC (1.000 kg), cisterna ISO?
- ✅ Campioni disponibili (1–5 kg) per prove di formulazione prima dell'impegno in massa?
❓ 11. Domande frequenti
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