| Kemijske lastnosti |
1,4-cikloheksandimetanol je bela voskasta trdna snov ali bistra brezbarvna viskozna tekočina po taljenju. Tališče 43 stopinj (cis), 70 stopinj (trans). Temperatura sublimacije je 160 stopinj, meša se z vodo in alkoholom, topen v ketonu, skoraj netopen v alifatskem ogljikovodiku in etru. |
| Značilnosti |
1,4-Cikloheksandimetanol (CHDM) je trd in prožen, z visokim TG ter nudi odlično toplotno stabilnost, dobro topnost in dobro odpornost na vremenske vplive. Lahko poveča reaktivnost poliestrskih spojin in izboljša hidrolitično stabilnost, plastičnost, sijaj, prosojnost, sposobnost tiskanja in sposobnost obdelave polimera. |
| Uporabe |
1,4-cikloheksandimetanol se uporablja za izdelavo poliestrskih vlaken, poliestrskih električnih naprav, nenasičenih poliestrskih smol, poliestrske glazure, poliuretanske pene, pa tudi za proizvodnjo maziv in hidravličnih tekočin. |
| Uporabe |
Pomembna uporaba 1,4-bis (hidroksimetil)cikloheksana je v proizvodnji PET. CHDM se uporablja v majhnih količinah za spreminjanje lastnosti, na primer za povečanje bistrosti, znižanje tališča in zmanjšanje stopnje kristalizacije, s čimer se razširi procesno okno za PET. Postopek oblikovanja se lahko izvaja pri nižjih temperaturah, kar ima za posledico manjšo tvorbo stranskih produktov. Uporablja se na primer v avtomobilski industriji, vlakih, avtobusih, letalstvu in splošnih industrijskih premazih. CHDM ima visoko kristaliničnost in daje poliestre z višjo temperaturo posteklenitve kot linearni glikoli. To izkoriščajo kristalni poliestri za praškaste premaze. Nenasičeni poliestri za gelne premaze, plastika, ojačana s steklenimi vlakni, in spojine za oblikovanje pločevine so druge uporabe, kjer CHDM daje zelo dobro odpornost proti koroziji. Polikarbonatni dioli iz CHDM se uporabljajo v visoko zmogljivih poliuretanih. Akrilati alkoksiliranega CHDM se uporabljajo v prevlekah, utrjenih s sevanjem, ki dajejo žilavost in odpornost. |
| Proizvodne metode |
Komercialno pomemben postopek za proizvodnjo CHDM je hidrogeniranje dimetil tereftalata (DMT) preko dimetil heksahidrotereftalata (DMHT) v metanolni raztopini ali v staljenem stanju. Naprava za hidrogeniranje je sestavljena iz dveh reaktorjev. V prvem reaktorju se vzdržuje neprekinjeno kroženje produkta DMHT in DMT. Staljeni DMT se črpa v dovod tega reaktorja, ki deluje pri 30–48 MPa in 160–180 stopinjah s komercialno podprtim Pd katalizatorjem. Regulacija temperature se doseže z delovanjem pri dovolj visokih prečnih obremenitvah mešanice ca. 10 % v izdelku DMHT. To omogoča radialno odvajanje toplote preko sten reaktorja in se v veliki meri izogne visokim temperaturnim konicam. Ohlajeni reaktorski iztok, ki vsebuje le manjše količine nereagiranega DMT, se razdeli: 8 – 10 delov se preko črpalke in izmenjevalnika toplote reciklira do vstopa v reaktor. Preostalih 1-2 delov (natančna količina ustreza količini svežega DMT) se neprekinjeno dovaja v drugi reaktor za končno hidrogenacijo, katalizirano s Pd.
Prednost tega postopka je, da lahko DMT hidrogeniramo kot ca. 10 % razredčena krma brez uporabe velikih količin tekočine. Izkoristek DMHT je običajno 97 – 98 %, z metil 4-metil-4- metil estrom cikloheksankarboksilne kisline in nekaj 1-hidroksimetil-4-metilcikloheksana kot glavnim stranskim produktom. 1,4-bis(hidroksimetil)cikloheksan (CHDM) nastane v drugi stopnji hidrogeniranja.
Industrijski procesi uporabljajo komercialne katalizatorje iz bakrovega kromita. Učinke katalizatorja, zadrževalni čas in temperaturo je treba skrbno prilagoditi, da se doseže razmerje cis/trans od 1/3 do 1/4 v produktu CHDM. Konstantno izomerno razmerje je pomembno za nadaljnjo obdelavo CHDM pri tvorbi poliestra, saj se kristalne strukture poliestrov cis in trans-CHDM razlikujejo in tako vplivajo na tališče in gostoto poliestrskih vlaken.
Poleg stranskih produktov prve stopnje hidrogeniranja lahko v drugi stopnji hidrogenacije estra nastaneta 4-metiloksimetilhidroksimetilcikloheksan in bis(4-hidroksimetilcikloheksil) eter. Eastmanov postopek se izogne nastajanju spojin z visokim vreliščem in tako prihrani okorno ločevanje stranskih produktov s frakcioniranjem v vakuumu. Diol se očisti s preprosto odstranitvijo metanola in spojin z nizkim vreliščem. CHDM kakovosti vlaken, pridobljen s to metodo, je pribl. 99 % čist. Čisti CHDM je mogoče pridobiti tudi z recikliranjem odpadnega poli(1,4-cikloheksilen dimetilen tereftalata), tako da najprej cepimo poliester v prisotnosti alkoholov z nizko molekulsko maso in nato nastalo zmes izpostavimo hidrogeniranju, analognemu zgoraj opisanemu.
 |
| Aplikacija |
1,4-Cikloheksandimetanol je predhodnik poliestrov. Je eden najpomembnejših somonomerov za proizvodnjo polietilen tereftalata (PET) ali polietilen tereftalnega estra (PETE). 1,4-Cikloheksandimetanol je bil uporabljen pri sintezi poliketalnih kopolimerov. Uporabili so ga kot diolni komonomer pri sintezi poliester-karbonatov na osnovi 1,3-propilen-co-1,4-cikloheksandimetilen sukcinata. |
| Priprava |
V prvi stopnji s prolinom katalizirana formalna [3+1+2] cikloadicija formaldehida, krotonaldehida in etil akrilata daje etil 4-formilcikloheks-3-enkarboksilat (spojina 1) z domino Mannichovo kondenzacijo in Dielsom –Jelšev (D–A) postopek.
sinteza 1,4-cikloheksandimetanola (CHDM) in CHDA iz spojine 1. Katalizatorji na osnovi bakra so bili pogosto uporabljeni za hidrogeniranje estrov v alkohole. spojino 1 lahko hidrogeniramo v CHDM preko komercialno dostopnega katalizatorja Cu/Zn/Al. Pri optimiziranih reakcijskih pogojih (240 stopinj, 4,0 MPa H2, 12 h) je bil dosežen visok izkoristek (84 %) CHDM. Po upoštevanju optimiziranega izkoristka spojine 1 (91 %) v prvi stopnji je skupni izkoristek CHDM, izhajajoč iz formaldehida, krotonaldehida in etil akrilata, dosegel 76 %. |
| Splošen opis |
1,4-Cikloheksandimetano se v veliki meri uporablja kot reagent za navzkrižno povezovanje v industriji polimerov. |
| Profil reaktivnosti |
1,4-Cikloheksandimetanol (CHDM) je podvržen značilnim reakcijam diola z dvema primarnima hidroksilnima funkcijama. V nasprotju z 1,2- in 1,3-dioli reakcije CHDM z aldehidi ali ketoni ne povzročijo tvorbe heterocikličnih produktov, kot so 1,3-dioksolani ali 1,{ {9}}dioksenani. |
| Topnost v vodi |
Njegova topnost pri 20 stopinjah (g v 100 g topila) v benzenu je 1,1, v triklorometanu 5,7, v vodi 92,0 in v metanolu 92,2. |
