| Kjemiske egenskaper |
1,4-cykloheksandimetanol er et hvitt voksaktig fast stoff eller klar fargeløs viskøs væske etter smelting. Smeltepunkt 43 grader (cis), 70 grader (trans). Sublimeringstemperaturen er 160 grader, blandbar med vann og alkohol, løselig i keton, nesten uløselig i alifatisk hydrokarbon og eter. |
| Kjennetegn |
1,4-Sykloheksandimetanol (CHDM) er både hard og fleksibel, med høy TG, og tilbyr utmerket varmestabilitet, god løselighet og god værbestandighet. Det kan forbedre reaktiviteten i polyesterforbindelser, og forbedre den hydrolytiske stabiliteten, plastisiteten, glansen, gjennomsiktigheten, trykkbarheten og bearbeidingsevnen til polymeren. |
| Bruker |
1,4-cykloheksandimetanol brukes til å lage polyesterfiber, elektriske apparater av polyester, umettede polyesterharpikser, polyesterglasur, polyuretanskum, samt til produksjon av smøremidler og hydrauliske væsker. |
| Bruker |
En viktig anvendelse for 1,4-bis(hydroksymetyl)cykloheksan er i produksjonen av PET. CHDM brukes i små mengder for å modifisere egenskapene, for eksempel for å øke klarheten, senke smeltepunktet og redusere krystalliseringshastigheten, og dermed utvide prosessvinduet for PET. Støpeprosessen kan gjøres ved lavere temperaturer, noe som resulterer i mindre dannelse av biprodukter. Det brukes for eksempel i bilindustrien, tog, busser, romfart og generell industribelegg. CHDM har høy krystallinitet og gir polyestere med høyere glassovergangstemperatur enn lineære glykoler. Krystallinske polyestere for pulverlakkering drar nytte av dette. Umettede polyestere for gelcoating, glassfiberarmert plast og platestøpemasser er andre bruksområder hvor CHDM gir meget god korrosjonsbestandighet. Polykarbonatdioler fra CHDM brukes i høyytelses polyuretaner. Akrylater av alkoksylert CHDM brukes i stråleherdbare belegg som gir seighet og elastisitet. |
| Produksjonsmetoder |
Den kommersielt viktige prosessen for å produsere CHDM er hydrogenering av dimetyltereftalat (DMT) via dimetylheksahydrotereftalat (DMHT) i en metanolisk løsning eller i smeltet tilstand. Hydrogeneringsanlegget består av to reaktorer. I den første reaktoren opprettholdes en kontinuerlig sirkulasjon av produkt DMHT og av DMT. Den smeltede DMT pumpes inn i innløpet til denne reaktoren, som opererer ved 30 – 48 MPa og 160 – 180 grader med en kommersiell støttet Pd-katalysator. Temperaturregulering oppnås ved å operere ved tilstrekkelig høye tverrsnittsbelastninger av blandingen på ca. 10 % i produkt DMHT. Dette tillater radiell spredning av varme via reaktorveggene og unngår i stor grad høye temperaturtopper. Det avkjølte reaktoravløpet, som kun inneholder mindre mengder ureagert DMT, deles: 8 – 10 deler resirkuleres via pumpe og varmeveksler til reaktorinnløpet. De gjenværende 1-2 delene (den nøyaktige mengden tilsvarer mengden fersk DMT) mates kontinuerlig inn i den andre reaktoren for den siste Pd-katalyserte hydrogeneringen.
En fordel med denne prosessen er at DMT kan hydrogeneres som ca. 10 % fortynnet fôr uten å håndtere store mengder væske. Utbyttet av DMHT er typisk 97 – 98 %, med metyl 4-metyl-4- cykloheksankarboksylsyremetylester og noe 1-hydroksymetyl-4-metylcykloheksan som hovedbiprodukter. 1,4-Bis(hydroksymetyl)cykloheksan (CHDM) dannes i det andre trinnet av hydrogeneringen.
De industrielle prosessene bruker kommersielle kobberkromittkatalysatorer. Effektene av katalysator, oppholdstid og temperatur må justeres nøye for å oppnå et cis/trans-forhold på 1/3 til 1/4 i CHDM-produktet. Et konstant isomerforhold er viktig for videre prosessering av CHDM i polyesterdannelse siden krystallstrukturene til polyestere av cis og trans-CHDM er forskjellige og dermed påvirker smelteområdet og tettheten til polyesterfibre.
I tillegg til biproduktene fra det første hydrogeneringstrinnet, kan 4-metyloksymetylhydroksymetylcykloheksan og bis(4-hydroksymetylcykloheksyl)eter dannes i det andre trinnet av esterhydrogenering. Eastman-prosessen unngår dannelse av høytkokende forbindelser og sparer dermed tungvint separasjon av biprodukter ved fraksjonering i vakuum. Diolen renses ved ganske enkelt å fjerne metanol og lavtkokende forbindelser. CHDM av fiberkvalitet oppnådd ved denne metoden er ca. 99 % ren. Ren CHDM kan også oppnås ved å resirkulere avfallspoly(1,4-cykloheksylendimetylentereftalat) ved først å spalte polyesteren i nærvær av alkoholer med lav molekylmasse og deretter underkaste den resulterende blandingen en hydrogenering analog med den som er beskrevet ovenfor.
 |
| applikasjon |
1,4-Sykloheksandimetanol er en forløper til polyestere. Det er en av de viktigste komonomerene for produksjon av polyetylentereftalat (PET), eller polyetylenterefthalsyreester (PETE). 1,4-Sykloheksandimetanol har blitt brukt i syntesen av polyketalkopolymerer. Den ble brukt som diolkomonomer under syntesen av polyesterkarbonater basert på 1,3-propylen-ko-1,4-cykloheksandimetylensuksinat. |
| Forberedelse |
I det første trinnet gir prolin-katalysert formell [3+1+2]-cykloaddisjon av formaldehyd, krotonaldehyd og etylakrylat etyl 4-formylcykloheks-3-enkarboksylat (forbindelse 1) ved hjelp av en domino Mannich-kondensasjon og Diels –Alder (D–A) prosess.
syntese av 1,4-cykloheksandimetanol (CHDM) og CHDA fra forbindelse 1. Cu-baserte katalysatorer har blitt mye brukt for hydrogenering av estere til alkoholer. forbindelse 1 kan hydrogeneres til CHDM over kommersielt tilgjengelig Cu/Zn/Al-katalysator. Under de optimaliserte reaksjonsbetingelsene (240 grader, 4,0 MPa H2, 12 timer), ble et høyt utbytte (84%) av CHDM oppnådd. Etter å ha tatt det optimaliserte utbyttet av forbindelse 1 (91%) i betraktning i det første trinnet, nådde det totale utbyttet av CHDM med utgangspunkt i formaldehyd, krotonaldehyd og etylakrylat 76%. |
| Generell beskrivelse |
1,4-Sykloheksandimetano er mye brukt som tverrbindingsreagens i polymerindustrien. |
| Reaktivitetsprofil |
1,4-Sykloheksandimetanol (CHDM) gjennomgår de karakteristiske reaksjonene til en diol med to primære hydroksylfunksjoner. I motsetning til 1,2- og 1,3-dioler resulterer ikke reaksjoner av CHDM med aldehyder eller ketoner i dannelsen av heterosykliske produkter, slik som 1,3-dioksolaner eller 1,{ {9}}dioksenaner. |
| Løselighet i vann |
Dens løselighet ved 20 grader (g i 100 g løsemiddel) i benzen er 1,1, i triklormetan 5,7, i vann 92,0 og i metanol 92,2. |
