| Kemiske egenskaber |
1,4-cyclohexandimethanol er et hvidt voksagtigt fast stof eller klar farveløs tyktflydende væske efter smeltning. Smeltepunkt 43 grader (cis), 70 grader (trans). Sublimationstemperaturen er 160 grader, blandbar med vand og alkohol, opløselig i keton, næsten uopløselig i alifatisk kulbrinte og ether. |
| Egenskaber |
1,4-Cyclohexandimethanol (CHDM) er både hård og fleksibel, med høj TG og tilbyder fremragende varmestabilitet, god opløselighed og god vejrbestandighed. Det kan øge reaktiviteten i polyesterforbindelser og forbedre polymerens hydrolytiske stabilitet, plasticitet, glans, gennemsigtighed, printbarhed og forarbejdningsevne. |
| Bruger |
1,4-cyclohexandimethanol bruges til fremstilling af polyesterfibre, elektriske apparater af polyester, umættede polyesterharpikser, polyesterglasur, polyurethanskum samt til fremstilling af smøremidler og hydrauliske væsker. |
| Bruger |
En vigtig anvendelse for 1,4-bis(hydroxymethyl)cyclohexan er i produktionen af PET. CHDM anvendes i små mængder til at modificere egenskaberne, for eksempel for at øge klarheden, sænke smeltepunktet og mindske krystallisationshastigheden og derved udvide procesvinduet for PET. Støbeprocessen kan udføres ved lavere temperaturer, hvilket resulterer i mindre dannelse af biprodukter. Det bruges for eksempel i bilindustrien, tog, busser, rumfart og generelle industrielle belægninger. CHDM har en høj krystallinitet og giver polyestere med en højere glasovergangstemperatur end lineære glykoler. Krystallinske polyestere til pulverlakering udnytter dette. Umættede polyestere til gelcoatings, glasfiberforstærket plast og pladestøbemasser er andre anvendelser, hvor CHDM giver meget god korrosionsbestandighed. Polycarbonatdioler fra CHDM anvendes i højtydende polyurethaner. Acrylater af alkoxyleret CHDM anvendes i strålingshærdelige belægninger, der giver sejhed og elasticitet. |
| Produktionsmetoder |
Den kommercielt vigtige proces til fremstilling af CHDM er hydrogeneringen af dimethylterephthalat (DMT) via dimethylhexahydroterephthalat (DMHT) i en methanolisk opløsning eller i smeltet tilstand. Hydrogeneringsanlægget består af to reaktorer. I den første reaktor opretholdes en kontinuerlig cirkulation af produkt DMHT og af DMT. Den smeltede DMT pumpes ind i indløbet af denne reaktor, som arbejder ved 30 – 48 MPa og 160 – 180 grader med en kommerciel understøttet Pd-katalysator. Temperaturregulering opnås ved at arbejde ved tilstrækkeligt høje tværsnitsbelastninger af blandingen på ca. 10 % i produkt DMHT. Dette muliggør radial spredning af varme via reaktorvæggene og undgår stort set høje temperaturspidser. Det afkølede reaktorspildevand, som kun indeholder mindre mængder uomsat DMT, deles: 8 – 10 dele recirkuleres via en pumpe og varmeveksler til reaktorindløbet. De resterende 1-2 dele (den nøjagtige mængde svarer til mængden af frisk DMT) føres kontinuerligt ind i den anden reaktor til den sidste Pd-katalyserede hydrogenering.
En fordel ved denne proces er, at DMT kan hydrogeneres som ca. 10 % fortyndet foder uden håndtering af store mængder væske. Udbyttet af DMHT er typisk 97 – 98 %, med methyl 4-methyl-4- cyclohexancarboxylsyremethylester og noget 1-hydroxymethyl-4-methylcyclohexan som hovedbiprodukter. 1,4-Bis(hydroxymethyl)cyclohexan (CHDM) dannes i det andet trin af hydrogeneringen.
De industrielle processer anvender kommercielle kobberchromitkatalysatorer. Effekterne af katalysator, opholdstid og temperatur skal justeres omhyggeligt for at opnå et cis/trans-forhold på 1/3 til 1/4 i CHDM-produktet. Et konstant isomerforhold er vigtigt for yderligere bearbejdning af CHDM i polyesterdannelse, da krystalstrukturerne af polyestere af cis og trans-CHDM er forskellige og dermed påvirker smelteområdet og densiteten af polyesterfibre.
Ud over biprodukterne fra det første hydrogeneringstrin kan der dannes 4-methyloxymethylhydroxymethylcyclohexan og bis(4-hydroxymethylcyclohexyl)ether i det andet esterhydrogeneringstrin. Eastman-processen undgår dannelsen af højtkogende forbindelser og sparer dermed besværlig adskillelse af biprodukter ved fraktionering i vakuum. Diolen renses ved blot at fjerne methanol og lavtkogende forbindelser. CHDM af fiberkvalitet opnået ved denne metode er ca. 99 % ren. Ren CHDM kan også opnås ved at genbruge affaldspoly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat) ved først at spalte polyesteren i nærvær af alkoholer med lav molekylvægt og derefter underkaste den resulterende blanding en hydrogenering analog med den ovenfor beskrevne.
 |
| Ansøgning |
1,4-Cyclohexandimethanol er en forløber for polyestere. Det er en af de vigtigste comonomerer til fremstilling af polyethylenterephthalat (PET) eller polyethylenterephtalsyreester (PETE). 1,4-Cyclohexandimethanol er blevet brugt til syntese af polyketalcopolymerer. Det blev brugt som diol-comonomer under syntesen af polyester-carbonater baseret på 1,3-propylen-co-1,4-cyclohexandimethylensuccinat. |
| Forberedelse |
I det første trin giver prolinkatalyseret formel [3+1+2] cycloaddition af formaldehyd, crotonaldehyd og ethylacrylat ethyl 4-formylcyclohex-3-encarboxylat (forbindelse 1) ved en domino Mannich-kondensation og Diels –Alder (D–A) proces.
syntese af 1,4-cyclohexandimethanol (CHDM) og CHDA fra forbindelse 1. Cu-baserede katalysatorer er blevet brugt i vid udstrækning til hydrogenering af estere til alkoholer. forbindelse 1 kan hydrogeneres til CHDM over kommercielt tilgængelig Cu/Zn/Al-katalysator. Under de optimerede reaktionsbetingelser (240 grader, 4,0 MPa H2, 12 timer) blev et højt udbytte (84%) af CHDM opnået. Efter at have taget det optimerede udbytte af forbindelse 1 (91%) i betragtning i det første trin, nåede det samlede udbytte af CHDM startende fra formaldehyd, crotonaldehyd og ethylacrylat 76%. |
| Generel beskrivelse |
1,4-Cyclohexandimetano bruges i vid udstrækning som tværbindingsreagens i polymerindustrien. |
| Reaktivitetsprofil |
1,4-Cyclohexandimethanol (CHDM) gennemgår de karakteristiske reaktioner af en diol med to primære hydroxylfunktioner. I modsætning til 1,2- og 1,3-dioler resulterer reaktioner af CHDM med aldehyder eller ketoner ikke i dannelsen af heterocykliske produkter, såsom 1,3-dioxolaner eller 1,{ {9}}dioxenaner. |
| Opløselighed i vand |
Dets opløselighed ved 20 grader (g i 100 g opløsningsmiddel) i benzen er 1,1, i trichlormethan 5,7, i vand 92,0 og i methanol 92,2. |
