📋 In diesem Artikel
- Was sind Sorbitanester?
- Chemie: Wie die Struktur HLB und Funktion steuert
- Die komplette Span-Familie: Güten, HLB und Eigenschaften
- Span 20 (Sorbitanmonolaurat) - Tiefer Einblick
- Span 60 (Sorbitanmonostearat) - Tiefer Einblick
- Spanne 80 (Sorbitanmonooleat) - Tiefer Einblick
- Span + Polysorbat-Paarungsstrategie
- Branchenübergreifende Anwendungen
- So wählen Sie die richtige Spannweite aus
- Qualitätsspezifikationen und Beschaffung
- FAQ
- Kontaktieren Sie Sinolook Chemical
🌿 1. Was sind Sorbitanester?
Sorbitanester werden durch Veresterung von hergestelltSorbit(ein Zuckeralkohol) mit einer Fettsäure unter kontrollierten Dehydrierungsbedingungen. Während der Reaktion verliert Sorbit ein oder zwei Moleküle Wasser und bildet eine sogenannte zyklische RingstrukturSorbitanoderIsosorbid, das dann mit der Fettsäure zum Esterprodukt reagiert.
Die resultierenden Moleküle sindnicht-ionische Tenside- Sie tragen keine elektrische Ladung - mit einer charakteristischen gespaltenen Persönlichkeit: Das Sorbitan-Ringsystem sorgt durch seine verbleibenden Hydroxylgruppen für begrenzte Hydrophilie, während die Fettsäurekette (C12 bis C18) für den lipophilen Schwanz sorgt. Diese amphiphile Struktur macht Sorbitanester äußerst effektiv bei der Adsorption an Öl-{5}}Wasser-Grenzflächen und der Stabilisierung von Emulsionen.
💡 Der Handelsname „Span“.
„Span“ war ursprünglich ein eingetragener Handelsname von Atlas Chemical Industries (später ICI, dann Uniqema, jetzt Croda). Heute ist es zu einem generischen Deskriptor geworden, der in der gesamten chemischen Industrie verwendet wird. Wenn Sie „Span 80“ auf einem CoA- oder Rezepturblatt sehen, bezieht sich dies immer auf Sorbitanmonooleat, unabhängig davon, welcher Hersteller es hergestellt hat. Das Gleiche gilt für Span 20, Span 40, Span 60, Span 83 und Span 85.
Sorbitanester besetzen das lipophile Ende des nicht-ionischen Emulgatorspektrums -. Ihre HLB-Werte reichen von 1,8 (Span 85, stark lipophil) bis 8,6 (Span 20, mäßig hydrophil). Dadurch sind sie fest im SitzWasser-in-Öl-EmulgatorUndBenetzungsmittelKategorien. Für die Emulgierung von Öl-in-Wasser werden sie typischerweise mit ihren ethoxylierten Gegenstücken - den Polysorbaten (Tween-Reihe) - kombiniert, um einen höheren gemischten HLB-Wert zu erreichen.
⚗️ 2. Chemie: Wie die Struktur HLB und Funktion steuert
Zwei Strukturvariablen bestimmen alles über die Leistung eines Sorbitanesters:
Variable 1: Länge der Fettsäurekette
Die mit Sorbitan veresterte Fettsäure bestimmt die Lipophilie und den physikalischen Zustand des Produkts. Kürzere Ketten (C12-Laurinsäure) erzeugen niedriger-schmelzende, polarere Ester; Längere Ketten (C18-Stearinsäure) erzeugen höher-schmelzende, lipophilere Feststoffe.
- C12 (Lauric)→ Span 20, HLB 8,6, flüssig
- C16 (palmitisch)→ Span 40, HLB 6,7, massiv
- C18:0 (Stearinsäure)→ Span 60, HLB 4,7, massiv
- C18:1 (Ölsäure)→ Spanne 80, HLB 4,3, flüssig
- C18:1 ×3 (Trioleat)→ Span 85, HLB 1,8, flüssig
Variable 2: Veresterungsgrad
Der Sorbitanring verfügt über mehrere Hydroxylgruppen, die zur Veresterung zur Verfügung stehen. Mono-ester (eine Fettsäure pro Sorbitan) sind hydrophiler; Sesqui-ester (1,5 Fettsäuren) und Tri-ester (drei Fettsäuren) sind lipophiler.
- Monoester→ Umfassen 20, 40, 60, 80 - 1 Fettsäurekette
- Sesquiester→ Spanne durchschnittlich 83 - 1.5 Oleatketten
- Triester→ Überspannen 85 - 3 Oleatketten, sehr lipophil
Der Übergang von Mono zu Tri reduziert den HLB-Wert, indem er Hydroxylgruppen blockiert und lipophile Masse hinzufügt.
💡 Der Ungesättigtheitseffekt: Warum Span 80 flüssig bleibt
Span 60 (Stearat, C18:0) und Span 80 (Oleat, C18:1) haben nahezu identische HLB-Werte (4,7 gegenüber 4,3), aber Span 60 ist bei Raumtemperatur ein wachsartiger Feststoff, während Span 80 eine viskose Flüssigkeit ist. Die einzelne Doppelbindung in der Oleatkette stört die molekulare Packung und senkt den Schmelzpunkt drastisch - von ~50 Grad (Span 60) auf deutlich unter 0 Grad (Span 80). Dieser Unterschied im physikalischen Zustand ist der Hauptgrund dafür, dass Span 80 weitaus häufiger in Herstellungsprozessen bei Umgebungstemperatur eingesetzt wird.
📊 3. Die komplette Span-Familie: Sorten, HLB und Eigenschaften
| Grad | Chemischer Name | Fettsäure | HLB | Staat (25 Grad) | CAS | Primäre Funktion |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Spanne 20 | Sorbitanmonolaurat | C12 Lauric | 8.6 | Flüssig | 1338-39-2 | Netzmittel, Emulgator für polare Öle |
| Spanne 40 | Sorbitanmonopalmitat | C16 Palmitisch | 6.7 | Fest ~45 Grad | 26266-57-9 | W/O-Emulgator, Verdickungsmittel in Heißsystemen |
| Spanne 60 | Sorbitanmonostearat | C18:0 Stearinsäure | 4.7 | Fest ~50 Grad | 1338-41-6 | W/O-Emulgator, Lebensmittel E491, Pharma |
| Spannweite 80 ★ | Sorbitanmonooleat | C18:1 Ölsäure | 4.3 | Flüssig | 1338-43-8 | Am häufigsten verwendeter -W/O-Emulgator, branchenübergreifend |
| Spanne 83 | Sorbitansesquioleat | C18:1 ×1,5 Ölsäure | 3.7 | Flüssig | 8007-43-0 | W/O-Emulgator, wenn ein niedrigerer HLB-Wert als 80 erforderlich ist |
| Spanne 85 | Sorbitantrioleat | C18:1 ×3 Ölsäure | 1.8 | Flüssig | 26266-58-0 | Extreme W/O, Ölfeld-Invertschlamm, Spezialität |
HLB-Spektrum der Span-Serie
← Lipophiler (W/O) Hydrophiler (Benetzung) →
🔬 4. Span 20 (Sorbitan Monolaurat) - Deep Dive
Span 20 ist das hydrophilste Mitglied der Sorbitanester-Familie mit einem HLB von8.6. Damit liegt es an der Grenze zwischen der Netzmittelzone (HLB 7–9) und dem unteren Ende des O/W-Emulgatorbereichs. Die Laurinsäurekette (C12) ist kürzer und polarer als die länger-kettigen Varianten, was für die höhere Hydrophilie verantwortlich ist.
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| INCI / Chemischer Name | Sorbitanlaurat |
| HLB | 8.6 |
| Aussehen | Bernsteinfarbene Flüssigkeit, niedrige Viskosität |
| Molekulargewicht | ~346,5 g/mol |
| Löslichkeit | In warmem Wasser dispergierbar; löslich in den meisten Ölen und Lösungsmitteln |
| Gegenstück zu Polysorbat | Tween 20 (Polysorbat 20), HLB 16,7 |
Hauptanwendungen von Span 20
- 🧴 Kosmetika:Netzmittel in Reinigungsformulierungen; Co-Emulgator in O/W-Lotionen bei Mischung mit Tween 20; Spreitmittel in Sprühformulierungen
- 🌾 Landwirtschaft:Benetzungs- und Ausbreitungsmittel in Blattsprays; Verbessert die Abdeckung hydrophober Blattoberflächen
- 💊 Pharma:Netzmittel in Tablettenüberzugssystemen; Emulgator in topischen Formulierungen, die einen moderaten HLB erfordern
- 🧪 Labor:Solubilisierung von Membranproteinen; Zelllysepufferkomponente in der biologischen Forschung
✅ Wann sollte Span 20 statt Span 80 gewählt werden:Wenn Sie einen öllöslichen Emulgator mit höherem HLB für mäßig polare Ölphasen benötigen oder wenn der pH-Wert der Formulierung niedrig ist und Tween 20/Span 20 Co{3}}-Emulgatorkombinationen spezifiziert sind. Span 20 ist auch die Standardwahl, wenn die Endanwendung speziell einen von Laurinsäure abgeleiteten Sorbitanester erfordert (z. B. bestimmte antimikrobielle oder membranaktive Anwendungen).
🔬 5. Span 60 (Sorbitanmonostearat) - Deep Dive
Span 60 - Sorbitanmonostearat (CAS 1338-41-6) – ist das Arbeitspferd der Span-Familie in Lebensmittelqualität. Mit einem HLB von4.7Es liegt knapp über Span 80 auf der Lipophilie-Skala, aber seine gesättigte Stearinsäurekette macht es zu einem wachsartigen, cremefarbenen Feststoff mit einem Schmelzpunkt von etwa 50–55 Grad. Diese physikalische Form erfordert die Einarbeitung in einem Heißprozess, bietet aber auch einzigartige Struktur- und Texturvorteile, die flüssige Sorbitanester nicht bieten können.
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| INCI / Chemischer Name | Sorbitanstearat |
| Nummer des Lebensmittelzusatzstoffs | E491(EU-Lebensmittelemulgator) |
| HLB | 4.7 |
| Aussehen | Cremefarbener/weißer wachsartiger Feststoff, Schmelzpunkt ~50–55 Grad |
| Molekulargewicht | ~430,6 g/mol |
| Säurewert | Weniger als oder gleich 7,5 mg KOH/g |
| Gegenstück zu Polysorbat | Tween 60 (Polysorbat 60), HLB 14,9 |
Hauptanwendungen von Span 60
- 🍞 Lebensmittel (E491):Krümelweichmacher und Anti-Altbackenmittel in Hefe--gebackenen Backwaren; Entschäumer bei der Fermentation; Kristallmodifikator in Schokoladenüberzügen und -glasuren; Teigkonditionierer
- 💊 Arzneimittel:W/O-Emulgator in Salben und Cremes; Tablettenschmiermittel und Bindemittel in Heißschmelzgranulierung; Zäpfchenbasiskomponente; Aerosol-Treibmittelventilschmiermittel
- ✨ Kosmetika:Emulsionsstabilisator und Konsistenzfaktor in Cremes, die im Heißverfahren formuliert werden; verleiht Körperbutter und Balsam eine wachsartige, reichhaltige Textur; Ohne Sonnenschutz-Emulgator
- 🔧 Industrie:Textilfaserschmiermittel in der Kunstfaserproduktion; Antischaummittel bei der industriellen Fermentation; Papierleimungsadditiv
⚠️ Span 60 vs. Span 80: Wenn der Festkörper von Vorteil ist
In kosmetischen Heißprozessformulierungen (Cremes, Balsame, Salben, die über 60 Grad verarbeitet werden) bietet Span 60 einen praktischen Vorteil: Es trägt sowohl zur Emulgierung als auch zu einer festen Strukturkomponente bei, die beim Abkühlen dicker wird und der Formulierung mehr Fülle verleiht. AW/O-Cremes mit Span 60 + Tween 60 haben typischerweise eine festere, reichhaltigere Textur als die gleiche Formel mit Span 80 + Tween 80. Für Prozesse bei Raumtemperatur- bleibt Span 80 die praktische Wahl.
🔬 6. Span 80 (Sorbitan Monooleat) - Deep Dive
Span 80 ist volumenmäßig der kommerziell wichtigste Sorbitanester und derjenige, dem die meisten Formulierer zuerst begegnen. Seine Kombination aus einemHLB von 4,3Sein flüssiger Zustand bei Raumtemperatur und seine breite Kompatibilität mit verschiedenen Ölphasen machen ihn zum Standard-W/O-Emulgator der Wahl für Pharmazeutika, Kosmetika, Landwirtschaft, Ölfeldchemie und industrielle Verarbeitung.
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| INCI-Name | Sorbitan-Oleat |
| HLB | 4.3 |
| Aussehen | Bernsteinfarbene, viskose Flüssigkeit (bei RT gießbar) |
| Viskosität (25 Grad) | ~1.000–1.200 mPa·s |
| Flammpunkt | >200 Grad |
| Gegenstück zu Polysorbat | Tween 80 (Polysorbat 80), HLB 15,0 |
| Entscheidender Vorteil gegenüber Span 60 | Bei Raumtemperatur flüssig - Für die Einarbeitung ist keine Erwärmung erforderlich |
Warum Span 80 den Markt dominiert
Drei Faktoren erklären die Marktdominanz von Span 80 gegenüber anderen Span-Sorten:
Bei Umgebungstemperatur flüssig
Im Gegensatz zu Span 40, 60 und den Feststoffqualitäten erfordert Span 80 kein Schmelzen. Es kann bei Raumtemperatur gepumpt, dosiert und in Chargensysteme eingearbeitet werden -ein entscheidender Herstellungsvorteil bei kontinuierlichen oder kalten Prozessabläufen-.
HLB 4,3 ist der optimale W/O-Sweetspot
Die meisten Mineral-, Silikon- und Pflanzenölphasen haben einen erforderlichen W/O-HLB von 3–5. Der HLB 4.3 von Span 80 liegt perfekt in der Mitte dieses Bereichs und ist daher in einer größeren Vielfalt von Ölphasen ohne HLB-Anpassung wirksam.
Perfekte Ergänzung zu Tween 80
Das Span 80/Tween 80-Paar hat die gleiche Oleat-Fettsäurekette. Diese strukturelle Kompatibilität erzeugt außergewöhnlich starke gemischte Grenzflächenfilme, wenn die beiden an der Öl-{4}}Wasser-Grenzfläche ko-adsorbieren -, was einen Stabilitätsvorteil gegenüber nicht übereinstimmenden Span/Tween-Paaren darstellt.
Ausführliche technische Details, HLB-Berechnungen und Anwendungsbeispiele für Span 80 finden Sie in unserem speziellenProduktseite zu SPAN 80 (Sorbitanmonooleat)..
⚗️ 7. Span + Polysorbat-Paarungsstrategie
Zu jedem Span-Typ gibt es ein strukturell passendes Gegenstück aus Polysorbat (Tween), das durch Ethoxylierung hergestellt wird. Die Verwendung aufeinander abgestimmter Paare - derselben Fettsäurekette in beiden Emulgatoren - erzeugt den synergistischsten Grenzflächenfilm, da sich die beiden Moleküle an der Tröpfchenoberfläche effektiver zusammenpacken.
| Span Grade (HLB) | Matched Tween (HLB) | Abgedeckter HLB-Bereich | Bester Emulsionstyp | Typische Branchen |
|---|---|---|---|---|
| Spanne 20 (8,6) | Zwischen 20 (16,7) | 8.6–16.7 | O/W, Benetzung | Kosmetik, Pharma, Landwirtschaft, Labor |
| Spanne 60 (4,7) | Zwischen 60 (14,9) | 4.7–14.9 | W/O und O/W | Lebensmittel, Pharmasalben, Kosmetika (Heißverfahren) |
| Spanne 80 (4,3) ★ | Zwischen 80 (15,0) | 4.3–15.0 | W/O, O/W und alle Zwischentypen | Das in allen Branchen am häufigsten verwendete Paar |
| Spanne 85 (1,8) | Zwischen 85 (11,0) | 1.8–11.0 | Extremes W/O | Ölfeld, Spezialindustrie |
🏭 8. Branchenübergreifende Anwendungen
💊 Arzneimittel
- Spanne 80:W/O topische Arzneimittelverabreichung, Impfstoff-Adjuvans-Emulsionen, Invertemulsion-Injektionen
- Spanne 60:Salbengrundlagen, Zäpfchenformulierungen, Heiß-verarbeitender Cremeemulgator
- Spanne 20:Netzmittel in Tablettenüberzügen, Lösungsvermittler für schwerlösliche Arzneimittel
- Alle Qualitäten: USP/NF oder gleichwertige Pharmaqualität verfügbar
✨ Kosmetik & Körperpflege
- Spanne 80:W/O-Sonnenschutzmittel, Kaltcremes, Pigmentdispergator in dekorativer Kosmetik
- Spanne 60:Reichhaltige W/O-Cremes, Körperbutter, heiß-verarbeitete Emulsionen, die eine feste Textur erfordern
- Spanne 20:O/W-Lichtemulsionen, Netzmittel in Tonern und Seren
🍞 Lebensmittelverarbeitung
- Spanne 60 (E491):Brotweichmacher, Kuchenkrümelverbesserer, Schokoladen--Ausblühungshemmer, Hefe-{1}Klumpenhemmer
- Spanne 80 (E494):Begrenzte Verwendung in Lebensmitteln als Entschäumer und Emulgator in bestimmten Anwendungen
- Die Lebensmittelqualität erfordert eine bestimmte Reinheit und Zertifizierung gemäß den regionalen Lebensmittelgesetzen
🌾 Landwirtschaft
- Spanne 80:Emulgierbare Konzentratformulierung (EC), Streu--Aufkleber in Sprays
- Spanne 20:Benetzungsmittel auf hydrophoben Pflanzenoberflächen, Aufnahmeverstärker
- Beide werden als Adjuvantien in ölbasierten Pestizid- und Herbizidformulierungen verwendet
⛽ Ölfeld und Industrie
- Spanne 80:Invert-Bohrschlamm-Emulgator, Korrosionsinhibitor-Träger, Formtrenn-Emulgator
- Spanne 85:Hochleistungs-Invertemulsionen, die einen sehr niedrigen HLB erfordern
- Beides: Metallbearbeitungsflüssigkeitskomponenten, Rostschutzölformulierungen
🧵 Textilien und andere
- Spanne 60:Faserschmiermittel und Antistatikum beim Spinnen synthetischer Fasern
- Spanne 80:Weichmachender Badeemulgator für Textilien, Lederverarbeitungsfett-Liquor
- Beide werden in der Papierverarbeitung und in Tintenformulierungen verwendet
🎯 9. So wählen Sie die richtige Spannweite aus
Verwenden Sie dieses Framework als Ausgangspunkt - und passen Sie es an Ihre Prozessbedingungen und Leistungsanforderungen an:
📊 10. Qualitätsspezifikationen und Beschaffung
Die Qualitätsparameter für Sorbitanester sind in allen Qualitäten weitgehend gleich. Die kritischen Parameter, die Sie bei Ihrem eingehenden CoA überprüfen müssen, sind:
| Parameter | Spanne 20 | Spanne 60 | Spanne 80 | Bedeutung |
|---|---|---|---|---|
| Säurewert (mg KOH/g) | Kleiner oder gleich 7,0 | Kleiner oder gleich 7,5 | Kleiner oder gleich 8,0 | Freie Fettsäure - zeigt Frische und Prozessqualität an |
| Verseifungswert (mg KOH/g) | 158–170 | 147–157 | 145–160 | Bestätigung des Estergehalts - Identitätstest |
| Hydroxylwert (mg KOH/g) | 330–358 | 235–260 | 193–210 | Der Veresterungsgrad - beeinflusst den HLB-Wert und die Oberflächenaktivität |
| Wassergehalt (KF, %) | Kleiner oder gleich 1,5 | Kleiner oder gleich 1,0 | Kleiner oder gleich 1,0 | Hydrolyseverhinderung; Trübung bei flüssigen Sorten |
| Schwermetalle (ppm) | Kleiner oder gleich 10 | Kleiner oder gleich 10 | Kleiner oder gleich 10 | Erforderlich für Anwendungen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie- |
| Farbe (Gardner) | Kleiner oder gleich 6 | Kleiner oder gleich 3 (weißer Feststoff) | Kleiner oder gleich 8 | Relevant für kosmetische und helle -Formulierungen |
✅ Lieferanten-Checkliste für Sorbitanester
- ✅ Chargenspezifisches CoA für jede Sendung bereitgestellt?
- ✅ Herkunft des Rohstoffs - pflanzlich (Kokosnuss/Palme/Sonnenblume) bestätigt?
- ✅ Halal- und/oder Kosher-Zertifizierung für Lebensmittel- und Pharmaversorgung verfügbar?
- ✅ Lebensmittelqualitätszertifikat (E491-Konformität) für Span 60-Lebensmittelanwendungen?
- ✅ REACH-Registrierung für EU-Sendungen vorhanden?
- ✅ Verpackungsoptionen verfügbar: Fässer (180 kg), IBC (1.000 kg), ISO-Tank?
- ✅ Muster (1–5 kg) für Formulierungsversuche vor der Massenverpflichtung verfügbar?
❓ 11. Häufig gestellte Fragen
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