| Proprietăți chimice |
1,4-ciclohexandimetanolul este un solid alb ceros sau lichid limpede, vâscos, incolor, după topire. Punct de topire 43 grade (cis), 70 grade (trans). Temperatura de sublimare este de 160 de grade, miscibilă cu apă și alcool, solubilă în cetonă, aproape insolubilă în hidrocarbură alifatică și eter. |
| Caracteristici |
1,4-Ciclohexandimetanolul (CHDM) este atât dur, cât și flexibil, cu TG ridicat și oferă stabilitate la căldură excelentă, solubilitate bună și rezistență bună la intemperii. Poate spori reactivitatea compușilor de poliester și poate îmbunătăți stabilitatea hidrolitică, plasticitatea, luciul, transparența, imprimabilitatea și capacitatea de procesare a polimerului. |
| Utilizări |
1,4-ciclohexanedimetanolul este folosit pentru fabricarea fibrelor de poliester, a aparatelor electrice din poliester, a rășinilor poliester nesaturate, a glazurii poliesterice, a spumei poliuretanice, precum și pentru producerea de lubrifianți și fluide hidraulice. |
| Utilizări |
O aplicație importantă pentru 1,4-bis (hidroximetil)ciclohexan este în producția de PET. CHDM este utilizat în cantități mici pentru a modifica proprietățile, de exemplu pentru a crește claritatea, a scădea punctul de topire și a scădea rata de cristalizare, lărgind astfel fereastra de proces pentru PET. Procesul de turnare se poate face la temperaturi mai scăzute, rezultând o formare mai mică de produse secundare. Este folosit, de exemplu, în industria auto, trenuri, autobuze, aerospațiale și acoperiri industriale generale. CHDM are o cristalinitate ridicată și dă poliesteri cu o temperatură de tranziție sticloasă mai mare decât glicolii liniari. Poliesterii cristalini pentru vopsele cu pulbere profită de acest lucru. Poliesterii nesaturați pentru straturile de gel, materialele plastice armate cu fibră de sticlă și compușii de turnare în foi sunt alte utilizări în care CHDM oferă o rezistență foarte bună la coroziune. Diolii de policarbonat de la CHDM sunt utilizați în poliuretanii de înaltă performanță. Acrilatii de CHDM alcoxilat sunt utilizați în acoperirile care se întăresc prin radiație care conferă duritate și rezistență. |
| Metode de producție |
Procedeul important din punct de vedere comercial pentru producerea CHDM este hidrogenarea tereftalatului de dimetil (DMT) prin hexahidrotereftalat de dimetil (DMHT) într-o soluție metanolică sau în stare topită. Instalația de hidrogenare este formată din două reactoare. În primul reactor se menține o circulație continuă a produsului DMHT și a DMT. DMT topit este pompat în orificiul de admisie al acestui reactor, care funcționează la 30 – 48 MPa și 160 – 180 de grade cu un catalizator Pd suportat comercial. Controlul temperaturii se realizează prin funcționarea la sarcini transversale suficient de mari ale amestecului de cca. 10% în produs DMHT. Acest lucru permite disiparea radială a căldurii prin pereții reactorului și evită în mare măsură vârfurile de temperatură ridicate. Efluentul răcit al reactorului, care conține doar cantități minore de DMT nereacționat, este împărțit: 8 – 10 părți sunt reciclate printr-o pompă și un schimbător de căldură la intrarea în reactor. Părțile 1-2 rămase (cantitatea exactă corespunde cantității de DMT proaspăt) sunt alimentate continuu în al doilea reactor pentru hidrogenarea finală catalizată cu Pd.
Un avantaj al acestui procedeu este că DMT poate fi hidrogenat ca cca. Furaj diluat 10 % fără a manipula cantități mari de lichid. Randamentul DMHT este de obicei de 97 – 98 %, cu esterul metilic al acidului metil 4-metil{-4- ciclohexancarboxilic și ceva 1-hidroximetil-4-metilciclohexan ca produse secundare principale. 1,4-Bis(hidroximetil)ciclohexan (CHDM) se formează în a doua etapă a hidrogenării.
Procesele industriale folosesc catalizatori comerciali de cromit de cupru. Efectele catalizatorului, timpul de rezidență și temperatura trebuie ajustate cu atenție pentru a obține un raport cis/trans de 1/3 până la 1/4 în produsul CHDM. Un raport constant de izomeri este important pentru prelucrarea ulterioară a CHDM în formarea poliesterilor, deoarece structurile cristaline ale poliesterilor cisand trans-CHDM diferă și influențează astfel intervalul de topire și densitatea fibrelor de poliester.
În plus față de produsele secundare din prima etapă de hidrogenare, în a doua etapă de hidrogenare a esterului se pot forma 4-metiloximetilhidroximetilciclohexan și bis(4-hidroximetilciclohexil) eter. Procesul Eastman evită formarea de compuși cu punct de fierbere ridicat și astfel salvează separarea greoaie a produselor secundare prin fracționare în vid. Diolul este purificat prin simpla îndepărtare a metanolului și a compușilor cu punct de fierbere scăzut. CHDM de calitate a fibrei obținut prin această metodă este de cca. 99% pură. CHDM pur poate fi, de asemenea, obținut prin reciclarea deșeurilor de poli(1,4-ciclohexilen dimetilen tereftalat) prin scindarea mai întâi a poliesterului în prezența alcoolilor cu masă moleculară mică și apoi supunerea amestecului rezultat la o hidrogenare analogă celei descrise mai sus.
 |
| Aplicație |
1,4-Ciclohexandimetanolul este un precursor al poliesterilor. Este unul dintre cei mai importanți comonomeri pentru producția de polietilen tereftalat (PET) sau ester polietilen tereftalic (PETE). 1,4-Ciclohexandimetanolul a fost utilizat în sinteza copolimerilor policetal. A fost folosit ca comonomer diol în timpul sintezei poliestercarbonaților pe bază de 1,3-propilen-co{-1,4-ciclohexandimetilen succinat. |
| Pregătirea |
În prima etapă, cicloadiția formală [3+1+2] catalizată de prolină de formaldehidă, crotonaldehidă și acrilat de etil dă 4-formilciclohex-3-encarboxilatul de etil (compusul 1) printr-o condensare domino Mannich și Diels – Procesul de arin (D–A).
sinteza 1,4-Ciclohexanedimetanol (CHDM) și CHDA din compusul 1. Catalizatorii pe bază de Cu au fost utilizați pe scară largă pentru hidrogenarea esterilor în alcooli. compusul 1 poate fi hidrogenat la CHDM peste catalizator Cu/Zn/Al disponibil comercial. În condițiile de reacție optimizate (240 grade, 4,0 MPa de H2, 12 h), s-a obținut un randament ridicat (84%) de CHDM. După luarea în considerare a randamentului optimizat al compusului 1 (91%) în prima etapă, randamentul global de CHDM pornind de la formaldehidă, crotonaldehidă și acrilat de etil, a ajuns la 76%. |
| Descriere generala |
1,4-Ciclohexandimetanul este utilizat pe scară largă ca reactiv de reticulare în industria polimerilor. |
| Profil de reactivitate |
1,4-Ciclohexandimetanolul (CHDM) suferă reacțiile caracteristice unui diol cu două funcții hidroxil primare. Spre deosebire de reacțiile 1,2- și 1,3-dioli ale CHDM cu aldehide sau cetone nu duc la formarea de produși heterociclici, cum ar fi 1,3-dioxolani sau 1,{ {9}}dioxenani. |
| Solubilitate in apa |
Solubilitatea sa la 20 grade (g în 100 g solvent) în benzen este 1,1, în triclormetan 5,7, în apă 92,0 și în metanol 92,2. |
