Fischer-Tropsch Wachse
Aufgrund ihrer außerordentlichen Härte und Homogenität weisen FT-Wachse viele vorteilhafte Eigenschaften auf, die in einer Vielzahl von Anwendungen genutzt werden können. Sie finden Anwendung in der Herstellung von unterschiedlichen Klebstoffen, Gummiprodukten und Industriereinigern, werden auch in der Metallverarbeitung sowie im Straßenbau eingesetzt. Darüber hinaus spielen sie eine bedeutende Rolle in der Kosmetikindustrie.
Das Fischer-Tropsch-Verfahren
Die Bezeichnung „Fischer-Tropsch-Wachse“ leitet sich von dem Herstellungsverfahren, dem sogenannten Fischer-Tropsch-Verfahren, ab. Dieses Verfahren wurde erstmals im Jahr 1925 am Kaiser-Wilhelm-Institut für Kohlenforschung in Mühlheim an der Ruhr durch die Forscher Franz Fischer und Hans Tropsch angewendet. Bei der Fischer-Tropsch-Synthese handelt es sich um einen chemischen Prozess, bei dem Kohlenstoffmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) mithilfe von Katalysatoren in langkettige Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden.
Ursprünglich wurde die Fischer-Tropsch-Synthese im frühen 20. Jahrhundert entwickelt, um synthetische Kraftstoffe und Wachse herzustellen, insbesondere in Zeiten, in denen Erdöl knapp oder nicht verfügbar war. Fischer-Tropsch Wachse bestehen normalerweise aus Paraffinen mit langen Kohlenstoffketten und finden in unterschiedlichen Formen und Anwendungen Verwendung. Obwohl die großtechnische Produktion der FT-Wachse 1935 begann, waren sie zunächst nicht in der Lage, mit den herkömmlichen Erdölprodukten zu konkurrieren. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde das Verfahren in der Industrie fast vollständig aufgegeben, mit Ausnahme von Südafrika, einem Land, das zwar arm an Erdöl, aber reich an Kohle ist.
In den letzten Jahren hat sich jedoch der weltweite Erdölsektor erheblich verändert, wodurch Fischer-Tropsch Wachse wieder verstärkt in den Fokus geraten sind.
Fischer-Tropsch Wachse in der Kosmetik und ihre Eigenschaften
Fischer-Tropsch Wachse erfüllen in der Kosmetikindustrie verschiedene wichtige Funktionen und werden häufig als Grundmaterial für Eyeliner und Mascara verwendet, um Form und Textur zu geben. Darüber hinaus dienen sie als Hauptbestandteil von Lippenstiften und helfen als Regulator für den Schmelzpunkt in Lotionen und Cremes. Diese vielseitigen Wachse sind in verschiedenen Formen erhältlich, darunter Pulver, Granulat, Pastillen oder sogar flüssige Formen. Die Materialqualitäten variieren je nach Anwendung und Einsatzzweck, insbesondere in Bezug auf den Erstarrungspunkt und die Härte.
Fischer-Tropsch Wachse gelten als unbedenklich für Mensch und Umwelt. Einige Hochdruckhydrierte Wachse sind sogar als Lebensmittelzusatzstoff E 905 zugelassen und erfüllen die Standards der Arzneibücher sowie der Kosmetikverordnung. Diese Wachse zeigen sich gegenüber UV-Strahlung relativ resistent und vergilben erst nach längerer Einwirkung. Daher gehören FT-Wachse zu den stabilsten Wachsen überhaupt. In Bezug auf Temperaturbeständigkeit punkten sie ebenfalls mit ihren positiven Eigenschaften. Obwohl Wachse im Allgemeinen thermoplastische Materialien sind und sich bei erhöhten Temperaturen verflüssigen, liegt der Schmelzpunkt von Fischer-Tropsch Wachsen im Bereich von 100 bis 115 Grad Celsius. Im Vergleich zu anderen synthetischen oder natürlichen Wachsen sind Fischer-Tropsch Wachse in Bezug auf Löslichkeit grundsätzlich beständiger. Sie sind in unpolaren Lösungsmitteln löslich oder quellen auf, während sie in Wasser unlöslich sind.
Das Alterungsverhalten dieser Wachse wird ebenfalls positiv bewertet, da sie nur in geringem Maße durch Biodegradation oder Hydrolyse abgebaut werden. Dank ihres niedrigen Gehalts an verzweigten Alkanen und ihrer hohen Reinheit sind Fischer-Tropsch Wachse gegenüber Oxidation deutlich widerstandsfähiger als viele andere Kohlenwasserstoffwachse. Lediglich geringe Mengen, wie polycyclische und ungesättigte Kohlenwasserstoffe, können unter Einwirkung von Licht und Sauerstoff abgebaut werden.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass es auch Fischer-Tropsch Wachse mit einer makrokristallinen Struktur gibt, die als Mediumwaxes bezeichnet werden und eine tendenziell niedrigere mittlere Kettenlänge aufweisen. In diesem Fall liegt der Schmelzpunkt zwischen 50 und 75 Grad Celsius. Solche FT-Mediumwaxes werden hauptsächlich in Südafrika in der Kerzenproduktion eingesetzt. Klassische Fischer-Tropsch Wachse hingegen finden in der Kosmetikindustrie häufiger Verwendung, insbesondere in Lippenstiften, Haarwachsen, Stylingprodukten, Cremes und W/O-Salben.
Die Vielfältigen Vorteile der FT-Wachse
Aufgrund ihrer ausgezeichneten UV- und Temperaturbeständigkeit eignen sich Fischer-Tropsch Wachse hervorragend für die Verwendung in kosmetischen Produkten. Sie sind unbedenklich für Mensch und Umwelt und erfüllen die Anforderungen der Kosmetikverordnung. Aufgrund der erwarteten steigenden Nachfrage nach FT-Wachsen infolge der Veränderungen im Erdölbereich wird ihre Bedeutung in der Kosmetikindustrie voraussichtlich zunehmen. Lassen sie sich von Cosmacon zu allen Fragen des Rohstoffes und seinem Einsatz in interessanten Formulierungen beraten.
Quellen:
- Uwe Wolfmeier ET AL: „Waxes“ In: „Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry“, 15 June 2000 (2000-06-15), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Seiten 111-172
- Fischer-Tropsch-Wachse Synthese, Struktur, Eigenschaften und Anwendung, Dr. A. Kühnle, Fette-Seifen-Anstrichmittel, Volume 84, Issue 4, Seiten 156–162, 1982
- Meyer, G. (2012). Thermische Eigenschaften von Mikrokristallinen- und Fischer-Tropsch-Wachsen fraktioniert mit der Kurzweg-Destillation. In: SOFW-Jurnal (Vol 138, S. 58-70). Augsburg: Verlag für chemische Industrie