| Keemilised omadused |
1,4-tsükloheksaandimetanool on valge vahajas tahke aine või selge värvitu viskoosne vedelik pärast sulamist. Sulamistemperatuur 43 kraadi (cis), 70 kraadi (trans). Sublimatsioonitemperatuur on 160 kraadi, seguneb vee ja alkoholiga, lahustub ketoonis, peaaegu ei lahustu alifaatses süsivesinikus ja eetris. |
| Omadused |
1,4-Tsükloheksaandimetanool (CHDM) on kõva ja painduv, kõrge TG-ga ning pakub suurepärast kuumusstabiilsust, head lahustuvust ja head ilmastikukindlust. See võib suurendada polüesterühendite reaktsioonivõimet ja parandada polümeeri hüdrolüütilist stabiilsust, plastilisust, läiget, läbipaistvust, prinditavust ja töötlemisvõimet. |
| Kasutab |
1,4-tsükloheksaandimetanooli kasutatakse polüesterkiudude, polüesterelektriseadmete, küllastumata polüestervaikude, polüesterglasuuri, polüuretaanvahu valmistamiseks, samuti määrdeainete ja hüdrovedelike tootmiseks. |
| Kasutab |
1,4-bis(hüdroksümetüül)tsükloheksaani oluline rakendus on PET-i tootmine. CHDM-i kasutatakse väikestes kogustes omaduste muutmiseks, näiteks selguse suurendamiseks, sulamistemperatuuri alandamiseks ja kristalliseerumiskiiruse vähendamiseks, laiendades seeläbi PET-i protsessiakent. Vormimisprotsessi saab läbi viia madalamatel temperatuuridel, mille tulemusena tekib vähem kõrvalsaadusi. Seda kasutatakse näiteks autotööstuses, rongides, bussides, kosmosetööstuses ja üldistes tööstuslikes pinnakatetes. CHDM-il on kõrge kristallilisus ja see annab polüestreid kõrgema klaasistumistemperatuuriga kui lineaarsetel glükoolidel. Pulbervärvide kristallpolüestrid kasutavad seda ära. Küllastumata polüestrid geelkatete, klaaskiuga tugevdatud plastide ja lehtvormimismasside jaoks on muud kasutusalad, kus CHDM annab väga hea korrosioonikindluse. Suure jõudlusega polüuretaanides kasutatakse CHDM-i polükarbonaatdioole. Alkoksüleeritud CHDM-i akrülaate kasutatakse kiirgusega kõvenevates katetes, mis annavad sitkuse ja elastsuse. |
| Tootmismeetodid |
Kaubanduslikult oluline protsess CHDM-i tootmiseks on dimetüültereftalaadi (DMT) hüdrogeenimine dimetüülheksahüdrotereftalaadi (DMHT) kaudu metanoolilahuses või sulas olekus. Hüdrogeenimisjaam koosneb kahest reaktorist. Esimeses reaktoris säilitatakse toote DMHT ja DMT pidev ringlus. Sulanud DMT pumbatakse selle reaktori sisselaskeavasse, mis töötab 30–48 MPa ja 160–180 kraadi juures kaubandusliku toega Pd-katalüsaatoriga. Temperatuuri reguleerimine saavutatakse töötades segu piisavalt kõrgetel ristlõikekoormustel ca. 10% tootes DMHT. See võimaldab soojuse radiaalset hajumist reaktori seinte kaudu ja väldib suures osas kõrgeid temperatuuri tippe. Jahutatud reaktori heitvesi, mis sisaldab vaid vähesel määral reageerimata DMT-d, jaguneb: 8–10 osa suunatakse pumba ja soojusvaheti kaudu reaktori sisselaskeavasse. Ülejäänud 1-2 osad (täpne kogus vastab värske DMT kogusele) juhitakse pidevalt teise reaktorisse lõplikuks Pd-katalüüsitud hüdrogeenimiseks.
Selle protsessi eeliseks on see, et DMT-d saab hüdrogeenida ca. 10% lahjendatud sööta ilma suuri vedelikukoguseid käsitsemata. DMHT saagis on tavaliselt 97–98%, kusjuures peamiste kõrvalproduktidena on metüül-4-metüül-4--tsükloheksaankarboksüülhappe metüülester ja mõni 1-hüdroksümetüül-4-metüültsükloheksaan. 1,4-Hüdrogeenimise teises etapis tekib bis(hüdroksümetüül)tsükloheksaan (CHDM).
Tööstusprotsessides kasutatakse kaubanduslikke vaskkromiitkatalüsaatoreid. Katalüsaatori, viibimisaja ja temperatuuri mõju tuleb hoolikalt reguleerida, et saavutada CHDM-i tootes cis/trans suhe 1/3 kuni 1/4. Konstantne isomeeride suhe on oluline CHDM-i edasiseks töötlemiseks polüestri moodustamisel, kuna cisand-trans-CHDM-i polüestrite kristallstruktuurid erinevad ja mõjutavad seega polüesterkiudude sulamisvahemikku ja tihedust.
Lisaks esimese hüdrogeenimisetapi kõrvalsaadustele võib estri hüdrogeenimise teises etapis tekkida 4-metüüloksümetüülhüdroksümetüültsükloheksaan ja bis(4-hüdroksümetüültsükloheksüül)eeter. Eastmani protsess väldib kõrge keemistemperatuuriga ühendite teket ja säästab seega tülikat kõrvalsaaduste eraldamist vaakumis fraktsioneerimise teel. Diool puhastatakse lihtsalt metanooli ja madala keemistemperatuuriga ühendite eemaldamisega. Selle meetodiga saadud kiudkvaliteediga CHDM on ca. 99% puhas. Puhast CHDM-i võib saada ka polü(1,4-tsükloheksüleendimetüleentereftalaadi) jäätmete ringlussevõtul, lõhustades esmalt polüestri madala molekulmassiga alkoholide juuresolekul ja seejärel allutades saadud segu hüdrogeenimisele, mis on analoogne ülalkirjeldatule.
 |
| Rakendus |
1,4-Tsükloheksaandimetanool on polüestrite eelkäija. See on üks olulisemaid komonomeere polüetüleentereftalaadi (PET) või polüetüleentereftalaadi estri (PETE) tootmisel. 1,4-Tsükloheksaandimetanooli on kasutatud polüketaalkopolümeeride sünteesil. Seda kasutati dioolkomonomeerina 1,3-propüleen-ko-1,4-tsükloheksaandimetüleensuktsinaadil põhinevate polüesterkarbonaatide sünteesil. |
| Ettevalmistus |
Esimeses etapis annab formaldehüüdi, krotonaldehüüdi ja etüülakrülaadi proliiniga katalüüsitud formaalne [3+1+2] tsükloliitmine etüül-4-formüültsükloheks-3-eenkarboksülaadi (ühend 1) Mannichi doominokondensatsiooni ja Dielsi teel. –Lepa (D–A) protsess.
1,4-tsükloheksaandimetanooli (CHDM) ja CHDA süntees ühendist 1. Cu-põhiseid katalüsaatoreid on laialdaselt kasutatud estrite hüdrogeenimisel alkoholideks. ühendit 1 saab hüdrogeenida CHDM-ks kaubanduslikult saadava Cu/Zn/Al katalüsaatoriga. Optimeeritud reaktsioonitingimustes (240 kraadi, 4,0 MPa H2, 12 tundi) saavutati CHDM kõrge saagis (84%). Pärast ühendi 1 optimeeritud saagise (91%) arvessevõtmist esimeses etapis saavutas CHDM üldsaagis formaldehüüdist, krotonaldehüüdist ja etüülakrülaadist 76%. |
| Üldkirjeldus |
1,4-Tsükloheksaandimetaani kasutatakse laialdaselt ristsiduva reagendina polümeeritööstuses. |
| Reaktiivsuse profiil |
1,4-Tsükloheksaandimetanool (CHDM) läbib kahe primaarse hüdroksüülfunktsiooniga dioolile iseloomulikud reaktsioonid. Erinevalt 1,2- ja 1,3-dioolidest ei põhjusta CHDM-i reaktsioonid aldehüüdide või ketoonidega heterotsükliliste produktide moodustumist, nagu 1,3-dioksolaanid või 1,{ {9}}dioksenaanid. |
| Lahustuvus vees |
Selle lahustuvus 20 kraadi juures (g 100 g lahustis) benseenis on 1,1, triklorometaanis 5,7, vees 92,0 ja metanoolis 92,2. |
