| Kemijska svojstva |
1,4-cikloheksandimetanol je bijela voskasta krutina ili bistra bezbojna viskozna tekućina nakon taljenja. Talište 43 stupnja (cis), 70 stupnjeva (trans). Temperatura sublimacije je 160 stupnjeva, miješa se s vodom i alkoholom, topiv u ketonu, gotovo netopljiv u alifatskim ugljikovodicima i eteru. |
| Karakteristike |
1,4-Cikloheksandimetanol (CHDM) je i tvrd i fleksibilan, s visokim TG i nudi izvrsnu toplinsku stabilnost, dobru topljivost i dobru otpornost na vremenske uvjete. Može poboljšati reaktivnost poliesterskih spojeva i poboljšati hidrolitičku stabilnost, plastičnost, sjaj, prozirnost, mogućnost ispisa i sposobnost obrade polimera. |
| Koristi |
1,4-cikloheksandimetanol se koristi za izradu poliesterskih vlakana, poliesterskih električnih uređaja, nezasićenih poliesterskih smola, poliesterske glazure, poliuretanske pjene, kao i za proizvodnju maziva i hidrauličnih tekućina. |
| Koristi |
Važna primjena 1,4-bis (hidroksimetil)cikloheksana je u proizvodnji PET-a. CHDM se koristi u malim količinama za modificiranje svojstava, na primjer za povećanje bistrine, snižavanje tališta i smanjenje stope kristalizacije, čime se proširuje procesni prozor za PET. Proces kalupljenja može se izvesti na nižim temperaturama što rezultira manjim stvaranjem nusproizvoda. Koristi se, primjerice, u automobilskoj industriji, vlakovima, autobusima, zrakoplovstvu i općenito industrijskim premazima. CHDM ima visoku kristalnost i daje poliestere s višom temperaturom staklastog prijelaza od linearnih glikola. Kristalni poliesteri za praškaste premaze to iskorištavaju. Nezasićeni poliesteri za gel coat, plastiku ojačanu staklenim vlaknima i smjese za oblikovanje ploča su druge namjene gdje CHDM daje vrlo dobru otpornost na koroziju. Polikarbonatni dioli iz CHDM-a koriste se u poliuretanima visokih performansi. Akrilati alkoksiliranog CHDM koriste se u premazima stvrdnjavajućim zračenjem koji daju žilavost i otpornost. |
| Metode proizvodnje |
Komercijalno važan proces za proizvodnju CHDM je hidrogenacija dimetil tereftalata (DMT) preko dimetil heksahidrotereftalata (DMHT) u metanolnoj otopini ili u rastaljenom stanju. Postrojenje za hidrogenizaciju sastoji se od dva reaktora. U prvom reaktoru održava se kontinuirana cirkulacija proizvoda DMHT i DMT. Rastaljeni DMT pumpa se u ulaz ovog reaktora, koji radi na 30 – 48 MPa i 160 – 180 stupnjeva s komercijalno podržanim Pd katalizatorom. Kontrola temperature postiže se radom pri dovoljno visokim poprečnim opterećenjima mješavine od ca. 10 % u proizvodu DMHT. To omogućuje radijalnu disipaciju topline preko stijenki reaktora i uvelike izbjegava visoke temperaturne vrhove. Ohlađeni efluent reaktora, koji sadrži samo male količine neizreagiranog DMT-a, dijeli se: 8 – 10 dijelova se reciklira preko pumpe i izmjenjivača topline do ulaza u reaktor. Preostalih 1-2 dijelova (točna količina odgovara količini svježeg DMT-a) dovodi se kontinuirano u drugi reaktor za konačnu hidrogenaciju kataliziranu Pd-om.
Prednost ovog procesa je da se DMT može hidrogenirati kao ca. 10 % razrijeđena hrana bez rukovanja velikim količinama tekućine. Iskorištenje DMHT-a je tipično 97 – 98 %, s metil 4-metil-4- metil esterom cikloheksankarboksilne kiseline i nešto 1-hidroksimetil-4-metilcikloheksana kao glavnim nusproizvodima. 1,4-bis(hidroksimetil)cikloheksan (CHDM) nastaje u drugom stupnju hidrogenacije.
Industrijski procesi koriste komercijalne bakrene kromitne katalizatore. Učinci katalizatora, vremena zadržavanja i temperature moraju se pažljivo prilagoditi kako bi se postigao cis/trans omjer od 1/3 do 1/4 u CHDM produktu. Konstantan omjer izomera važan je za daljnju obradu CHDM u formiranju poliestera budući da se kristalne strukture poliestera cis i trans-CHDM razlikuju i time utječu na područje taljenja i gustoću poliesterskih vlakana.
Osim nusproizvoda prve faze hidrogenacije, 4-metiloksimetilhidroksimetilcikloheksan i bis(4-hidroksimetilcikloheksil) eter mogu nastati u drugoj fazi hidrogenacije estera. Eastmanov proces izbjegava stvaranje spojeva visokog vrelišta i tako štedi glomazno odvajanje nusproizvoda frakcioniranjem u vakuumu. Diol se pročišćava jednostavnim uklanjanjem metanola i spojeva niskog vrelišta. CHDM kvalitete vlakana dobivenih ovom metodom je ca. 99 % čist. Čisti CHDM također se može dobiti recikliranjem otpadnog poli(1,4-cikloheksilen dimetilen tereftalata) prvo cijepanjem poliestera u prisutnosti alkohola niske molekulske mase, a zatim podvrgavanjem dobivene smjese hidrogenaciji analognoj gore opisanoj.
 |
| Primjena |
1,4-Cikloheksandimetanol je prethodnik poliestera. Jedan je od najvažnijih ko-monomera za proizvodnju polietilen tereftalata (PET), odnosno polietilen tereftalnog estera (PETE). 1,4-Cikloheksandimetanol je korišten u sintezi poliketalnih kopolimera. Korišten je kao diolni komonomer tijekom sinteze poliester-karbonata na bazi 1,3-propilen-co-1,4-cikloheksandimetilen sukcinata. |
| Priprema |
U prvom koraku, prolinom katalizirana formalna [3+1+2] cikloadicija formaldehida, krotonaldehida i etil akrilata daje etil 4-formilcikloheks-3-enkarboksilat (spoj 1) domino Mannichovom kondenzacijom i Dielsovom –Alder (D–A) proces.
sinteza 1,4-cikloheksandimetanola (CHDM) i CHDA iz spoja 1. Katalizatori na bazi bakra naširoko su korišteni za hidrogeniranje estera u alkohole. spoj 1 može se hidrogenirati u CHDM preko komercijalno dostupnog Cu/Zn/Al katalizatora. Pod optimiziranim reakcijskim uvjetima (240 stupnja, 4,0 MPa H2, 12 h), postignuto je visoko iskorištenje (84%) CHDM. Nakon uzimanja u obzir optimiziranog prinosa spoja 1 (91%) u prvom koraku, ukupni prinos CHDM počevši od formaldehida, krotonaldehida i etil akrilata dosegnuo je 76%. |
| Opći opis |
1,4-Cikloheksandimetano se intenzivno koristi kao reagens za umrežavanje u industriji polimera. |
| Profil reaktivnosti |
1,4-Cikloheksandimetanol (CHDM) prolazi kroz karakteristične reakcije diola s dvije primarne hidroksilne funkcije. Za razliku od 1,2- i 1,3-diola, reakcije CHDM s aldehidima ili ketonima ne rezultiraju stvaranjem heterocikličkih produkata, kao što su 1,3-dioksolani ili 1,{ {9}}dioksenani. |
| Topivost u vodi |
Njegova topljivost na 20 stupnja (g u 100 g otapala) u benzenu je 1,1, u triklorometanu 5,7, u vodi 92,0 i u metanolu 92,2. |
