冯大诚
蜡与石蜡 精选
2025-2-8 07:39
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蜡与石蜡

前些天的文章中说到水果表面打蜡的问题。有人问我什么是蜡,它的化学成分是什么?今天就说一说蜡。

过去的人们大概最熟悉的蜡就是蜡烛了。在现代有电灯以及从西方传入的煤油灯以前,蜡烛应当是最好的夜间照明用具了,比用灯心草的油灯要亮得多。杜牧的诗句“蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明”,李商隐的诗句“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”,千百年来脍炙人口。佛教寺庙里香烟缭绕,总点着蜡烛。家里逢年过节祭祖也要点蜡烛。过去新人结婚,一般都要点龙凤花烛,民间称合法夫妻为花烛夫妻。“洞房昨夜停红烛,待晓堂前拜舅姑,妆罢低声问夫婿,画眉深浅入时无”。这首诗写出了新娘子要见公婆之前忐忑而又害羞的心理。

这些古代就有的蜡烛,其原料主要就是蜡。我国古代的蜡,往往是虫蜡。它是白蜡虫在白蜡树或女贞树上面的分泌物,把树枝上的这种蜡刮下来,再精制而得。另一种是蜂蜡,蜜蜂分泌蜂蜡以建造蜂房,这也是古人良好的蜡源。

虫蜡和蜂蜡这一类蜡,从化学成分上来说,是长链脂肪酸与长链脂肪醇形成的酯。

酯是由酸和醇反应而得到的有机化合物。例如,往乙酸(醋)里滴几滴乙醇(酒),慢慢地会生成乙酸乙酯。我们日常食用的各类油脂,其化学成分是各种脂肪酸与甘油(丙三醇)形成的酯类。乙酸异戊酯是构成香蕉果实香气的主要成分之一

而构成蜡的酯,是长链脂肪酸与长链的一元醇所形成的酯,这里的长链是指含有十几个到三十几个碳原子的链,一元醇是指只有一个羟基的醇。这是它与脂肪不同的地方(形成脂肪的醇是丙三醇,因而是有三个羟基形成酯)。也就是说,蜡是简单的酯,而脂肪(油脂)则是较复杂的酯。

在很多哺乳动物的皮肤和毛、鸟类的羽毛以及许多植物的果实和叶子上都有蜡。这些蜡形成了疏水和绝缘的外层。在下雨的时候,这些动物的皮肤、毛或羽毛上的酯,可以避免身体过于潮湿,并能够迅速干燥,从而不至于使身体过分失温。而植物的果实和叶片上的酯可以使得它们保持水分,不至于失水太快。例如苹果表面一般都有一层果蜡,葡萄表面的白霜也是一层蜡粉。这些蜡都是植物自己分泌出来的,起到护住果实内水分的作用。

再一个典型的例子是羊毛。羊毛蜡是从羊的皮脂腺分泌出来的蜡状物,羊毛上约含有8~16%的羊毛蜡。羊毛蜡如今被广泛用作化妆品的基质,也用于皮革润饰剂、上光剂及用于制造蜡笔、地板蜡等。

蜂蜡是蜜蜂(工蜂)分泌出来用以建造蜂巢的蜡。主要成分的分子式是

CH3(CH2)nCOO (CH2)mCH3

其中n =24,26; m =29,31。

古人用蜂蜡做蜡烛。现在可以用以做润滑剂、化妆品、印刷油墨、果蔬(苹果、柑橘等)保鲜等等。

鲸蜡是从抹香鲸头部提取出来的蜡,主要成分是软脂酸(又称十六烷酸、棕榈酸)与十六醇形成的软脂酸十六酯,分子式

CH3(CH2)14COO(CH2)15CH3

西方国家过去用得较多,可以用于做润滑剂、化妆品(膏霜、唇膏)等。

巴西棕榈蜡来自巴西的棕榈树叶子,它是几个固体酯的混合物,硬且抗水。巴西棕榈蜡实用价值高,它具有并保持高光泽的能力,用作地板蜡、汽车蜡和各种上光蜡。又用于复写纸、打印机色带及各种上光剂出口到世界各地。在化妆品领域用于发蜡、口红、粉饼、眉笔等。

我小时候(1950年代),江南的人们把夜间照明所用的白色蜡烛称为“洋蜡烛”。在照明这个问题上,它比过去如寺庙里的蜡烛以及家里过节祭祀所用的红蜡烛要好得多,质地硬、经烧、烟少。

过去传统的蜡基本上都取自动物或植物,而“洋蜡烛”的原料则是石油工业的产物,称为石蜡。

从化学成分上来说,石蜡比传统的蜡更简单,它只是一些烷烃。也就是说,它与我们日常用作燃料的天然气、汽油、煤油等是同一类的化合物,都是只由碳原子和氢原子组成的化合物,都可以从石油中分馏取得。

在这些石油分馏产物中,汽油、煤油、柴油以及石蜡等都是含有不同数目碳原子烷烃(主要是直链烷烃)的混合物,其中含有1~5个碳原子的是气体,称石油气;6~10个碳原子的是汽油;10~16个碳原子的是煤油;16~20个碳原子的是柴油;20~30个碳原子的则是石蜡等。

由于含有不同碳原子的烷烃具有不同的熔点,含有的碳原子越多,烷烃的熔点越高。我们可以根据这个性质,用蒸馏的办法把这些烷烃分开来。这个过程称为分馏。

石油分馏的产物可以见下表(引自唐有祺等《化学与社会》高等教育出版社): IMG_20250207_102612_edit_220434612892926.jpg

由于传统的蜡与石蜡的主要结构部分都是长长的直链烷基,所以它们有相似的物理性质。它们都“排斥”水分子,即所谓疏水。因而它们可以有相似的用途。

石蜡可以从原油蒸馏所得的润滑油馏分再加精制。根据加工精制程度不同,可分为全精炼石蜡、半精炼石蜡和粗石蜡。

粗石蜡含其他油分和杂质的量较多,主要用于制造火柴、纤维板、篷帆布等。全精炼石蜡和半精炼石蜡用途很广,主要用做食品、口服药品的及某些需要抗水的商品(如蜡纸、蜡笔、蜡烛、复写纸) 的组分及包装材料,也可以用于水果保鲜,作电器元件绝缘,提高橡胶抗老化性和增加柔韧性等。也可用作其他化工原料,例如氧化生成合成脂肪酸和醇。其中食品级的石蜡可以用于食品工业。

显然,石油工业的产物石蜡应当比从动植物在取得的蜡更容易取得,产量也大得多。

除了从石油中的分馏所得外,聚合度较低的聚乙烯,实际上也就是石蜡。从化学成分看,主要成分也与从石油分馏所得的石蜡基本一样。由于它与普通石蜡取得的途经不同,往往称之为聚乙烯蜡。

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