| Kémiai tulajdonságok |
Az 1,4-ciklohexán-dimetanol fehér viaszos szilárd anyag vagy átlátszó, színtelen viszkózus folyadék, miután megolvad. Olvadáspont: 43 fok (cisz), 70 fok (transz). A szublimációs hőmérséklet 160 fok, vízzel és alkohollal elegyedik, ketonban oldódik, alifás szénhidrogénben és éterben szinte oldhatatlan. |
| Jellemzők |
1,4-A ciklohexán-dimetanol (CHDM) kemény és rugalmas, magas TG-vel, kiváló hőstabilitást, jó oldhatóságot és jó időjárásállóságot kínál. Növelheti a poliészter vegyületek reakciókészségét, és javíthatja a polimer hidrolitikus stabilitását, plaszticitását, fényességét, átlátszóságát, nyomtathatóságát és feldolgozhatóságát. |
| Felhasználások |
Az 1,4-ciklohexán-dimetanolt poliészterszálak, poliészter elektromos készülékek, telítetlen poliészter gyanták, poliésztermáz, poliuretánhab, valamint kenőanyagok és hidraulikafolyadékok gyártására használják. |
| Felhasználások |
Az 1,4-bisz(hidroxi-metil)-ciklohexán fontos felhasználási területe a PET gyártása. A CHDM-et kis mennyiségben használják a tulajdonságok módosítására, például az átlátszóság növelésére, az olvadáspont csökkentésére és a kristályosodás sebességének csökkentésére, ezáltal kiszélesítve a PET eljárási ablakát. A formázási folyamat alacsonyabb hőmérsékleten is elvégezhető, ami kevesebb melléktermék képződést eredményez. Használják például autóiparban, vonatokban, buszokban, repülőgépiparban és általános ipari bevonatokban. A CHDM nagy kristályossággal rendelkezik, és magasabb üvegesedési hőmérsékletű poliésztereket ad, mint a lineáris glikolok. A porbevonatokhoz használt kristályos poliészterek ezt kihasználják. A telítetlen poliészterek zselés bevonatokhoz, üvegszál erősítésű műanyagokhoz és lemezformázó keverékekhez olyan egyéb felhasználási területek, ahol a CHDM nagyon jó korrózióállóságot biztosít. A CHDM-ből származó polikarbonát diolokat nagy teljesítményű poliuretánokban használják. Az alkoxilezett CHDM akrilátjait sugárzással keményedő bevonatokban használják, amelyek szívósságot és rugalmasságot biztosítanak. |
| Gyártási módszerek |
A CHDM előállításának kereskedelmi szempontból fontos eljárása a dimetil-tereftalát (DMT) hidrogénezése dimetil-hexahidrotereftaláton (DMHT) keresztül metanolos oldatban vagy olvadt állapotban. A hidrogénező üzem két reaktorból áll. Az első reaktorban a DMHT és a DMT termék folyamatos keringését tartják fenn. Az olvadt DMT-t ennek a reaktornak a bemenetébe pumpálják, amely 30–48 MPa nyomáson és 160–180 fokon üzemel kereskedelmi hordozós Pd katalizátorral. A hőmérséklet-szabályozás a keverék kellően nagy keresztmetszeti terhelésén való működéssel érhető el, kb. 10% a DMHT termékben. Ez lehetővé teszi a hő sugárirányú disszipációját a reaktor falain keresztül, és nagyrészt elkerüli a magas hőmérsékleti csúcsokat. A lehűtött reaktorból származó, csak csekély mennyiségű elreagálatlan DMT-t tartalmazó szennyvizet felosztják: 8-10 részt szivattyún és hőcserélőn keresztül visszavezetik a reaktor bemenetéhez. A fennmaradó 1-2 részt (a pontos mennyiség megfelel a friss DMT mennyiségének) folyamatosan betápláljuk a második reaktorba a fifinális Pd-katalizált hidrogénezéshez.
Ennek az eljárásnak az az előnye, hogy a DMT kb. 10 % híg takarmány nagy mennyiségű folyadék kezelése nélkül. A DMHT hozama jellemzően 97-98 %, fő melléktermékként metil-4-metil-4--ciklohexánkarbonsav-metil-észter és némi 1-hidroxi-metil-4--metil-ciklohexán. 1,4-Bisz(hidroximetil)ciklohexán (CHDM) képződik a hidrogénezés második szakaszában.
Az ipari eljárások kereskedelmi forgalomban kapható réz-kromit katalizátorokat használnak. A katalizátor hatását, a tartózkodási időt és a hőmérsékletet gondosan be kell állítani, hogy a cisz/transz arány 1/3 és 1/4 közötti legyen a CHDM termékben. Az állandó izomerarány fontos a CHDM további feldolgozásához a poliészterképzésben, mivel a cisz-transz-CHDM poliésztereinek kristályszerkezete különbözik, és így befolyásolja a poliészter szálak olvadási tartományát és sűrűségét.
Az első hidrogénezési lépés melléktermékein kívül az észterhidrogénezés második szakaszában 4-metil-oxi-metil-hidroxi-metil-ciklohexán és bisz(4-hidroxi-metil-ciklohexil)-éter képződhet. Az Eastman-eljárás elkerüli a magas forráspontú vegyületek képződését, és így megtakarítja a melléktermékek nehézkes szétválasztását a vákuumban történő frakcionálással. A diolt a metanol és az alacsony forráspontú vegyületek egyszerű eltávolításával tisztítják. Az ezzel a módszerrel kapott szálminőségű CHDM kb. 99%-os tisztaságú. Tiszta CHDM nyerhető úgy is, hogy újrahasznosítjuk a hulladék poli(1,4-ciklohexilén-dimetilén-tereftalátot), először a poliésztert kis molekulatömegű alkoholok jelenlétében hasítjuk, majd a kapott keveréket a fent leírtakkal analóg hidrogénezésnek vetjük alá.
 |
| Alkalmazás |
1,4-A ciklohexán-dimetanol a poliészterek prekurzora. Ez az egyik legfontosabb komonomer a polietilén-tereftalát (PET) vagy polietilén-tereftálsav-észter (PETE) előállításához. 1,4-A ciklohexán-dimetanolt poliketál-kopolimerek szintéziséhez használták. Diol komonomerként használták 1,3-propilén-ko-1,4-ciklohexán-dimetilén-szukcinát alapú poliészter-karbonátok szintézisénél. |
| Készítmény |
Az első lépésben a formaldehid, krotonaldehid és etil-akrilát prolin-katalizált formális [3+1+2] cikloaddíciója etil-4-formil-ciklohex-3-énkarboxilátot (1. vegyület) eredményez dominó Mannich-kondenzáció és Diels segítségével. –Éger (D–A) eljárás.
1,4-ciklohexán-dimetanol (CHDM) és CHDA szintézise az 1. vegyületből. A réz-alapú katalizátorokat széles körben alkalmazzák észterek alkoholokká történő hidrogénezésére. az 1. vegyületet CHDM-vé hidrogénezhetjük kereskedelmi forgalomban kapható Cu/Zn/Al katalizátoron. Az optimalizált reakciókörülmények között (240 fok, 4,0 MPa H2, 12 óra) magas CHDM-hozamot (84%) értek el. Az 1. vegyület optimalizált hozamának (91%) figyelembe vétele után az első lépésben a CHDM összhozama formaldehidből, krotonaldehidből és etil-akrilátból kiindulva elérte a 76%-ot. |
| Általános leírása |
1,4-A ciklohexán-metánt széles körben használják térhálósító reagensként a polimeriparban. |
| Reaktivitási profil |
1,4-A ciklohexán-dimetanol (CHDM) két primer hidroxil funkcióval rendelkező diol jellegzetes reakcióin megy keresztül. Az 1,2- és 1,{5}}diolokkal ellentétben a CHDM reakciói aldehidekkel vagy ketonokkal nem eredményeznek heterociklusos termékek, például 1,3-dioxolánok vagy 1,{ {9}}dioxénánok. |
| vízben oldhatóság |
Oldhatósága 20 fokon (g 100 g oldószerben) benzolban 1,1, triklór-metánban 5,7, vízben 92,0 és metanolban 92,2. |
