| מאפיינים כימיים |
1,4-cyclohexanedimethanol הוא מוצק שעווה לבן או נוזל צמיג חסר צבע שקוף לאחר ההמסה. נקודת התכה 43 מעלות (cis), 70 מעלות (טרנס). טמפרטורת הסובלימציה היא 160 מעלות, מתערבב עם מים ואלכוהול, מסיס בקטון, כמעט בלתי מסיס בפחמימנים אליפטיים ובאתר. |
| מאפיינים |
1,4-Cyclohexanedimethanol (CHDM) הוא קשיח וגמיש כאחד, עם TG גבוה, ומציע יציבות חום מעולה, מסיסות טובה ועמידות טובה למזג אוויר. זה יכול לשפר את התגובתיות בתרכובות פוליאסטר, ולשפר את היציבות ההידרוליטית, הפלסטיות, הברק, השקיפות, יכולת ההדפסה ויכולת העיבוד של הפולימר. |
| שימושים |
1,4-cyclohexanedimethanol משמש לייצור סיבי פוליאסטר, מכשירי חשמל מפוליאסטר, שרף פוליאסטר בלתי רווי, זיגוג פוליאסטר, קצף פוליאוריטן, וכן לייצור חומרי סיכה ונוזלים הידראוליים. |
| שימושים |
יישום חשוב עבור 1,4-bis (hydroxymethyl)cyclohexane הוא בייצור PET. CHDM משמש בכמויות קטנות כדי לשנות את המאפיינים, למשל כדי להגביר את הבהירות, להוריד את נקודת ההיתוך ולהפחית את קצב ההתגבשות, ובכך להרחיב את חלון התהליך של PET. תהליך הדפוס יכול להיעשות בטמפרטורות נמוכות יותר וכתוצאה מכך פחות היווצרות של תוצרי לוואי. הוא משמש למשל לרכב, רכבות, אוטובוסים, תעופה וחלל וציפויים תעשייתיים כלליים. ל-CHDM יש גבישיות גבוהה ונותן פוליאסטרים עם טמפרטורת מעבר זכוכית גבוהה יותר מגליקולים ליניאריים. פוליאסטרים גבישיים לציפוי אבקה מנצלים זאת. פוליאסטרים בלתי רוויים למעילי ג'ל, פלסטיק מחוזק בסיבים זכוכית ותרכובות דפוס יריעות הם שימושים נוספים שבהם CHDM נותן עמידות טובה מאוד בפני קורוזיה. דיולים מפוליקרבונט מ-CHDM משמשים בפוליאוריתנים בעלי ביצועים גבוהים. אקרילטים של CHDM אלקוקילטיבי משמשים בציפויים הניתנים לריפוי קרינה המקנים קשיחות ועמידות. |
| שיטות הייצור |
התהליך החשוב מבחינה מסחרית לייצור CHDM הוא הידרוגנציה של דימתיל טרפתלאט (DMT) באמצעות דימתיל hexahydroterephthalate (DMHT) בתמיסה מתנולית או במצב מותך. מפעל ההידרוגנציה מורכב משני כורים. בכור הראשון נשמרת זרימה רציפה של DMHT המוצר ושל DMT. ה-DMT המותך נשאב לכניסה של כור זה, הפועל בקצב של 30 - 48 MPa ו-160 - 180 מעלות עם זרז Pd נתמך מסחרי. בקרת טמפרטורה מושגת על ידי הפעלה בעומסי חתך גבוהים מספיק של התערובת של כ. 10% במוצר DMHT. זה מאפשר פיזור רדיאלי של חום דרך קירות הכור ובמידה רבה נמנע מפסגות טמפרטורה גבוהות. שפכי הכור המקוררים, המכילים רק כמויות מינוריות של DMT שלא מגיב, מחולקים: 8 - 10 חלקים ממוחזרים באמצעות משאבה ומחליף חום לכניסת הכור. החלקים הנותרים של 1-2 (הכמות המדויקת מתאימה לכמות ה-DMT הטרי) מוזנים ברציפות לכור השני לצורך הידרוגנציה חמישית מזורזת Pd.
היתרון של תהליך זה הוא שניתן לבצע הידרוגן DMT כ-כ. הזנה מדוללת 10% ללא טיפול בכמויות גדולות של נוזלים. התשואה של DMHT היא בדרך כלל 97 - 98%, עם מתיל 4-מתיל-4- cyclohexanecarboxylic acid methyl ester וכמה 1-hydroxymethyl-4-methylcyclohexane בתור תוצרי לוואי עיקריים. 1,4-ביס(hydroxymethyl)cyclohexane (CHDM) נוצר בשלב השני של ההידרוגנציה.
התהליכים התעשייתיים משתמשים בזרזי כרומיט נחושת מסחריים. יש להתאים בקפידה את ההשפעות של זרז, זמן שהייה וטמפרטורה על מנת להשיג יחס cis/trans של 1/3 עד 1/4 במוצר CHDM. יחס איזומר קבוע חשוב לעיבוד נוסף של CHDM ביצירת פוליאסטר מכיוון שמבני הגביש של פוליאסטרים של cisand trans-CHDM שונים ובכך משפיעים על טווח ההיתוך והצפיפות של סיבי פוליאסטר.
בנוסף לתוצרי הלוואי של שלב ההידרוגציה הראשון, ניתן ליצור 4-מתיל-אוקסי-מתיל-הידרוקסי-מתיל-ציקלוהקסאן ואתר ביס(4-הידרוקסי-מתיל-ציקלוהקסיל) בשלב השני של הידרוגנציה אסטר. תהליך איסטמן מונע היווצרות של תרכובות בעלות רתיחה גבוהה ובכך חוסך הפרדה מסורבלת של תוצרי לוואי על ידי חלוקה בוואקום. הדיול מטוהר פשוט על ידי הסרת מתנול ותרכובות רותחות נמוכות. CHDM באיכות סיבים המתקבלת בשיטה זו הוא כ. 99% טהור. ניתן להשיג CHDM טהור גם על ידי מיחזור פסולת פולי(1,4-cyclohexylene dimethylene terephthalate) על ידי ביקוע תחילה של הפוליאסטר בנוכחות אלכוהולים בעלי מסה מולקולרית נמוכה ולאחר מכן הכפפת התערובת המתקבלת להידרוגנציה מקבילה לזו שתוארה לעיל.
 |
| יישום |
1,4-Cyclohexanedimethanol הוא מבשר לפוליאסטרים. זהו אחד הקומונומרים החשובים ביותר לייצור פוליאתילן טרפתלט (PET), או אסטר פוליאתילן טרפתלי (PETE). 1,4-Cyclohexanedimethanol שימש בסינתזה של קופולימרים פוליקטלים. הוא שימש כקומונומר דיול במהלך הסינתזה של פוליאסטר-קרבונטים על בסיס 1,3-פרופילן-קו-1,4-cyclohexanedimethylene succinate. |
| הכנה |
בשלב הראשון, ציקלו-הוספה פורמלית [3+1+2] מזורזת פרולין של פורמלדהיד, קרוטונאלדהיד ואתיל אקרילט מעניקה אתיל 4-formylcyclohex-3-encarboxylate (תרכובת 1) על ידי עיבוי דומינו מאניך ודילס תהליך אלדר (D–A).
סינתזה של 1,4-Cyclohexanedimethanol (CHDM) ו-CHDA מתרכובת 1. נעשה שימוש נרחב בזרזים מבוססי Cu להידרוגנציה של אסטרים לאלכוהול. תרכובת 1 ניתנת להידרוג ל-CHDM על פני זרז Cu/Zn/Al זמין מסחרית. בתנאי התגובה האופטימליים (240 מעלות, 4.0 MPa של H2, 12 שעות), הושגה תשואה גבוהה (84%) של CHDM. לאחר הבאת התשואה האופטימלית של תרכובת 1 (91%) בחשבון בשלב הראשון, התשואה הכוללת של CHDM החל מפורמלדהיד, קרוטונאלדהיד ואתיל אקרילט, הגיעה ל-76%. |
| תיאור כללי |
1,4-Cyclohexanedimethano נמצא בשימוש נרחב כמגיב צולב בתעשיית הפולימרים. |
| פרופיל תגובתיות |
1,4-Cyclohexanedimethanol (CHDM) עובר את התגובות האופייניות של דיול עם שתי פונקציות הידרוקסיל ראשוניות. בניגוד ל-1,2- ו-1,3-תגובות של דיולים של CHDM עם אלדהידים או קטונים אינן גורמות ליצירת מוצרים הטרוציקליים, כגון 1,3-דיוקסולנים או 1,{ {9}}דיוקסננים. |
| מסיסות במים |
המסיסות שלו ב-20 מעלות (גרם ב-100 גרם ממס) בבנזן היא 1.1, בטריכלורומתאן 5.7, במים 92.0 ובמתנול 92.2. |
