| Chemické vlastnosti |
1,4-cyklohexandimethanol je bílá voskovitá pevná látka nebo čirá bezbarvá viskózní kapalina po roztavení. Teplota tání 43 stupňů (cis), 70 stupňů (trans). Teplota sublimace je 160 stupňů, mísitelná s vodou a alkoholem, rozpustná v ketonu, téměř nerozpustná v alifatickém uhlovodíku a etheru. |
| Charakteristika |
1,4-Cyklohexandimethanol (CHDM) je tvrdý a pružný, s vysokým TG a nabízí vynikající tepelnou stabilitu, dobrou rozpustnost a dobrou odolnost proti povětrnostním vlivům. Může zvýšit reaktivitu polyesterových sloučenin a zlepšit hydrolytickou stabilitu, plasticitu, lesk, průhlednost, potiskovatelnost a zpracovatelnost polymeru. |
| Použití |
1,4-cyklohexandimethanol se používá k výrobě polyesterových vláken, polyesterových elektrických spotřebičů, nenasycených polyesterových pryskyřic, polyesterové glazury, polyuretanové pěny a také k výrobě maziv a hydraulických kapalin. |
| Použití |
Důležitým využitím 1,4-bis(hydroxymethyl)cyklohexanu je výroba PET. CHDM se používá v malých množstvích k modifikaci vlastností, například ke zvýšení čirosti, snížení bodu tání a snížení rychlosti krystalizace, čímž se rozšiřuje procesní okno pro PET. Proces tvarování lze provádět při nižších teplotách, což vede k menší tvorbě vedlejších produktů. Používá se například v automobilovém průmyslu, vlacích, autobusech, letectví a obecně průmyslových nátěrech. CHDM má vysokou krystalinitu a poskytuje polyestery s vyšší teplotou skelného přechodu než lineární glykoly. Toho využívají krystalické polyestery pro práškové lakování. Nenasycené polyestery pro gelové povlaky, plasty vyztužené skelnými vlákny a směsi na formování fólií jsou další použití, kde CHDM poskytuje velmi dobrou odolnost proti korozi. Polykarbonátdioly z CHDM se používají ve vysoce výkonných polyuretanech. Akryláty alkoxylovaného CHDM se používají v zářením vytvrditelných povlakech, které propůjčují houževnatost a odolnost. |
| Výrobní metody |
Komerčně důležitým způsobem výroby CHDM je hydrogenace dimethyltereftalátu (DMT) přes dimethylhexahydrotereftalát (DMHT) v methanolickém roztoku nebo v roztaveném stavu. Hydrogenační zařízení se skládá ze dvou reaktorů. V prvním reaktoru je udržována kontinuální cirkulace produktu DMHT a DMT. Roztavený DMT je čerpán do vstupu tohoto reaktoru, který pracuje při 30 – 48 MPa a 160 – 180 stupních s komerčním Pd katalyzátorem na nosiči. Regulace teploty je dosažena provozem při dostatečně vysokém zatížení průřezu směsi cca. 10 % v produktu DMHT. To umožňuje radiální rozptyl tepla stěnami reaktoru a do značné míry zabraňuje vysokým teplotním špičkám. Ochlazený výtok z reaktoru, který obsahuje pouze malá množství nezreagovaného DMT, se dělí: 8 – 10 dílů se recykluje přes čerpadlo a výměník tepla na vstup do reaktoru. Zbývajících 1-2 dílů (přesné množství odpovídá množství čerstvého DMT) se kontinuálně přivádí do druhého reaktoru pro konečnou hydrogenaci katalyzovanou Pd.
Výhodou tohoto procesu je, že DMT lze hydrogenovat jako ca. 10% zředěné krmivo bez manipulace s velkým množstvím tekutiny. Výtěžek DMHT je typicky 97 – 98 %, přičemž hlavními vedlejšími produkty jsou methylester kyseliny 4-methyl-4- cyklohexankarboxylové a určitý 1-hydroxymethyl-4-methylcyklohexan. 1,4-bis(hydroxymethyl)cyklohexan (CHDM) vzniká ve druhém stupni hydrogenace.
Průmyslové procesy používají komerční katalyzátory na bázi chromitu mědi. Účinky katalyzátoru, doba zdržení a teplota musí být pečlivě nastaveny, aby se v CHDM produktu dosáhlo poměru cis/trans 1/3 až 1/4. Konstantní poměr izomerů je důležitý pro další zpracování CHDM při tvorbě polyesteru, protože krystalové struktury polyesterů cis a trans-CHDM se liší a tím ovlivňují rozsah tání a hustotu polyesterových vláken.
Kromě vedlejších produktů prvního stupně hydrogenace lze ve druhém stupni hydrogenace esteru vytvořit 4-methyloxymethylhydroxymethylcyklohexan a bis(4-hydroxymethylcyklohexyl)ether. Eastmanův proces zamezuje tvorbě vysokovroucích sloučenin a tím šetří těžkopádnou separaci vedlejších produktů frakcionací ve vakuu. Diol se čistí jednoduchým odstraněním methanolu a nízkovroucích sloučenin. CHDM kvality vlákna získané touto metodou je cca. 99% čistota. Čistý CHDM lze také získat recyklací odpadního poly(1,{7}}cyklohexylendimethylentereftalátu) nejprve štěpením polyesteru v přítomnosti alkoholů s nízkou molekulovou hmotností a poté podrobením výsledné směsi hydrogenaci analogické k výše popsané.
 |
| aplikace |
1,4-Cyklohexandimethanol je prekurzorem polyesterů. Je jedním z nejdůležitějších komonomerů pro výrobu polyethylentereftalátu (PET) nebo esteru polyethylentereftalátu (PETE). 1,4-Cyklohexandimethanol byl použit při syntéze polyketalových kopolymerů. Byl použit jako diolový komonomer při syntéze polyester-karbonátů na bázi 1,3-propylen-co-1,4-cyklohexandimethylensukcinátu. |
| Příprava |
V prvním kroku prolinem katalyzovaná formální [3+1+2] cykloadice formaldehydu, krotonaldehydu a ethylakrylátu poskytuje ethyl 4-formylcyklohex-3-enkarboxylát (sloučenina 1) domino Mannichovou kondenzací a Dielsem –Olše (D–A) proces.
syntéza 1,4-cyklohexandimethanolu (CHDM) a CHDA ze sloučeniny 1. Katalyzátory na bázi Cu byly široce používány pro hydrogenaci esterů na alkoholy. sloučenina 1 může být hydrogenována na CHDM přes komerčně dostupný katalyzátor Cu/Zn/Al. Za optimalizovaných reakčních podmínek (240 stupňů, 4,0 MPa H2, 12 h) bylo dosaženo vysokého výtěžku (84 %) CHDM. Po zohlednění optimalizovaného výtěžku sloučeniny 1 (91 %) v prvním kroku dosáhl celkový výtěžek CHDM z formaldehydu, krotonaldehydu a ethylakrylátu 76 %. |
| Obecný popis |
1,4-Cyklohexandimethano se široce používá jako síťovací činidlo v průmyslu polymerů. |
| Profil reaktivity |
1,4-Cyklohexandimethanol (CHDM) podléhá charakteristickým reakcím diolu se dvěma primárními hydroxylovými funkcemi. Na rozdíl od 1,2- a 1,3-diolových reakcí CHDM s aldehydy nebo ketony nevedou ke vzniku heterocyklických produktů, jako jsou 1,3-dioxolany nebo 1,{ {9}}dioxenany. |
| Rozpustnost ve vodě |
Jeho rozpustnost při 20 stupních (g ve 100 g rozpouštědla) v benzenu je 1,1, v trichlormethanu 5,7, ve vodě 92,0 a v methanolu 92,2. |
