| Hemijska svojstva |
1,4-cikloheksandimetanol je bijela voštana čvrsta ili bistra bezbojna viskozna tekućina nakon topljenja. Tačka topljenja 43 stepena (cis), 70 stepeni (trans). Temperatura sublimacije je 160 stepeni, meša se sa vodom i alkoholom, rastvorljiv u ketonu, skoro nerastvorljiv u alifatskom ugljovodoniku i eteru. |
| Karakteristike |
1,4-Cikloheksandimetanol (CHDM) je i tvrd i fleksibilan, sa visokim TG, i nudi odličnu toplotnu stabilnost, dobru rastvorljivost i dobru otpornost na vremenske uslove. Može poboljšati reaktivnost poliesterskih jedinjenja i poboljšati hidrolitičku stabilnost, plastičnost, sjaj, prozirnost, mogućnost štampanja i sposobnost obrade polimera. |
| Koristi |
1,4-cikloheksandimetanol se koristi za proizvodnju poliesterskih vlakana, poliesterskih električnih aparata, 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 tačke topljenja i smanjenje brzine kristalizacije, čime se proširuje prozor procesa za PET. Proces oblikovanja može se obaviti na nižim temperaturama što rezultira manjim stvaranjem nusproizvoda. Koristi se na primjer u automobilskoj industriji, vlakovima, autobusima, zrakoplovstvu i općim industrijskim premazima. CHDM ima visoku kristalnost i daje poliestere s višom temperaturom staklastog prijelaza od linearnih glikola. Kristalni poliesteri za praškaste premaze koriste ovu prednost. Nezasićeni poliesteri za gel premaze, plastiku ojačanu staklenim vlaknima i smjese za oblikovanje listova su druge primjene gdje CHDM daje vrlo dobru otpornost na koroziju. Polikarbonatni dioli iz CHDM koriste se u poliuretanima visokih performansi. Akrilati alkoksiliranog CHDM-a koriste se u premazima otvrdljivim zračenjem koji daju žilavost i elastičnost. |
| Metode proizvodnje |
Komercijalno važan proces za proizvodnju CHDM je hidrogenacija dimetil tereftalata (DMT) preko dimetil heksahidrotereftalata (DMHT) u metanolnoj otopini ili u rastopljenom stanju. Postrojenje za hidrogenaciju sastoji se od dva reaktora. U prvom reaktoru održava se kontinuirana cirkulacija proizvoda DMHT i DMT. Otopljeni DMT se pumpa u ulaz ovog reaktora, koji radi na 30 – 48 MPa i 160 – 180 stepeni sa komercijalno podržanim Pd katalizatorom. Regulacija temperature se postiže radom pri dovoljno visokim opterećenjima poprečnog presjeka mješavine od ca. 10% u proizvodu DMHT. Ovo omogućava radijalnu disipaciju topline preko zidova reaktora i u velikoj mjeri izbjegava visoke temperature. 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. Preostali 1-2 dijelovi (tačna količina odgovara količini svježeg DMT-a) se kontinuirano unose u drugi reaktor za finalnu hidrogenaciju kataliziranu Pd.
Prednost ovog procesa je da se DMT može hidrogenirati kao ca. 10% razrijeđena hrana bez rukovanja velikim količinama tekućine. Prinos DMHT je tipično 97 – 98 %, sa metil esterom metil 4-metil-4- cikloheksankarboksilne kiseline i nekim 1-hidroksimetil-4-metilcikloheksanom kao glavnim nusproizvodima. 1,4-Bis(hidroksimetil)cikloheksan (CHDM) nastaje u drugoj fazi hidrogenacije.
Industrijski procesi koriste komercijalne katalizatore bakar hromita. Efekti katalizatora, vremena zadržavanja i temperature moraju se pažljivo prilagoditi kako bi se postigao cis/trans omjer od 1/3 do 1/4 u CHDM proizvodu. Konstantni omjer izomera je važan za daljnju obradu CHDM u formiranju poliestera jer se kristalne strukture poliestera cisand trans-CHDM razlikuju i na taj način utiču na raspon topljenja i gustinu poliesterskih vlakana.
Pored sporednih proizvoda prve faze hidrogenacije, u drugoj fazi hidrogenacije estera mogu se formirati 4-metiloksimetilhidroksi-droksimetilcikloheksan i bis(4-hidroksimetilcikloheksil) etar. Eastmanov proces izbjegava stvaranje spojeva visokog ključanja i na taj način štedi glomazno odvajanje nusproizvoda frakcioniranjem u vakuumu. Diol se pročišćava jednostavnim uklanjanjem metanola i spojeva niskog ključanja. CHDM kvaliteta vlakana dobijenog ovom metodom je cca. 99% čisto. Čisti CHDM se također može dobiti recikliranjem otpadnog poli(1,4-cikloheksilen dimetilen tereftalata) prvo cijepanjem poliestera u prisustvu alkohola niske molekularne mase, a zatim podvrgavanjem rezultirajuće smjese hidrogenaciji analognoj onoj gore opisanoj.
 |
| Aplikacija |
1,4-Cikloheksandimetanol je prekursor poliestera. Jedan je od najvažnijih komonomera za proizvodnju polietilen tereftalata (PET), odnosno polietilen tereftalnog estera (PETE). 1,4-Cikloheksandimetanol je korišten u sintezi poliketalnih kopolimera. Korišćen je kao diol komonomer prilikom 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 Mannich kondenzacijom i Dielsom –Alder (D–A) proces.
sinteza 1,4-cikloheksandimetanola (CHDM) i CHDA iz jedinjenja 1. Katalizatori na bazi Cu se široko koriste za hidrogenaciju estera u alkohole. jedinjenje 1 može biti hidrogenirano u CHDM preko komercijalno dostupnog Cu/Zn/Al katalizatora. Pod optimizovanim reakcionim uslovima (240 stepen, 4,0 MPa H2, 12 h), postignut je visok prinos (84%) CHDM. Nakon uzimanja u obzir optimizovanog prinosa jedinjenja 1 (91%) u prvom koraku, ukupan prinos CHDM počevši od formaldehida, krotonaldehida i etil akrilata dostigao je 76%. |
| Opći opis |
1,4-Cikloheksandimetano se uveliko 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 sa aldehidima ili ketonima ne rezultiraju stvaranjem heterocikličnih proizvoda, kao što su 1,3-dioksolani ili 1,{ {9}}dioksenani. |
| Rastvorljivost u vodi |
Njegova rastvorljivost na 20 stepena (g u 100 g rastvarača) u benzenu je 1,1, u trihlorometanu 5,7, u vodi 92,0 i u metanolu 92,2. |
