Kam cikloheksanonu izmanto polimēros?

Ātrā atbilde

Cikloheksanons (CAS 108-94-1, C₆H₁₀O) tiek izmantots polimēru rūpniecībā galvenokārt kāķīmiskais starpprodukts kaprolaktāmam un adipīnskābei, divi celtniecības bloki no neilona 6 un neilona 6, 6. Papildus neilona izejvielām cikloheksanons tiek plaši izmantots kārūpnieciskais šķīdinātājsPVC, vinila sveķiem, akriliem, epoksīdiem, poliuretāniem un fenola sveķiem pārklājumos, tintēs, līmēs un liešanas lietojumos -, kas novērtēti tās spēcīgās maksātspējas, mērena iztvaikošanas ātruma un saderības ar plašu polāro un pus{1}}polimēru klāstu dēļ.

Kas ir cikloheksanons?

Cikloheksanonsir ciklisks ketons - sešu-locekļu oglekļa gredzens ar vienu ketona (C=O) funkcionālo grupu.

Cikloheksanonu ražo rūpnieciski, oksidējot cikloheksānu vai hidrogenējot fenolu, kam seko dehidrogenēšana. To ražo plašā mērogā gandrīz tikai kā izejvielu neilona vērtību ķēdei, izmantojot šķīdinātāju-kategorijas materiālu, kas tiek pārdots kā līdzprodukts- vai īpaša plūsma.

Kāpēc cikloheksanons ir svarīgs polimēru ražošanā?

Cikloheksanonsmolekulārā struktūrapiešķir tai īpašību kombināciju, kurām vienlaikus atbilst daži šķīdinātāji, tāpēc tam ir divējāda loma polimēru ražošanā - gan kā ķīmiskais pamatelements, gan kā apstrādes šķīdinātājs.

Šis reaktivitātes kā izejvielas un daudzpusības kā šķīdinātāja līdzsvars ir tas, kas atšķir cikloheksanonu no vienreizējas -nolūka polimēru ķimikālijām - tikai daži citi preču ketoni rūpnieciskā mērogā pilda abas funkcijas.

Kā cikloheksanonu izmanto polimēru ražošanā?

Lielākais vienreizējais cikloheksanona lietojums ir kā ieejas punktskaprolaktāma-līdz-neilonam 6ražošanas ķēde.

Cikloheksāns
│ (oksidācija)
▼
Cikloheksanona / cikloheksanola maisījums
│ (reakcija ar hidroksilamīnu)
▼
Cikloheksanona oksīms
│ (Bekmana pārkārtošanās, skābes katalizators)
▼
Kaprolaktāms
│ (gredzenveida -atvēršanas polimerizācija)
▼
Neilons 6 (polikaprolaktāms)

• Cikloheksāna oksidēšana– Cikloheksans tiek oksidēts ar gaisu vai skābekli (parasti to katalizē kobalta sāļi), veidojot cikloheksanona un cikloheksanola maisījumu, kas pazīstams kā "KA eļļa". Pēc tam cikloheksanolu dehidrogenē līdz cikloheksanonam, lai palielinātu ražu.
• Oksimācija– Cikloheksanons reaģē ar hidroksilamīna sulfātu (vai ar ammoksimāciju ar amonjaku/ūdeņraža peroksīdu), veidojot cikloheksanona oksīmu.
• Bekmaņa pārkārtošanās– Spēcīgas skābes katalīzes rezultātā (vēsturiski sērskābe; arvien vairāk ceolīta -katalizētu tvaiku-fāzes procesi, lai samazinātu atkritumu daudzumu), oksīms pārkārtojas par kaprolaktāmu, septiņu -locekļu laktāma gredzenu.
• Gredzenveida -atvēršanas polimerizācija– Kaprolaktāms tiek polimerizēts (hidrolītiskā vai anjonu polimerizācija), lai iegūtu neilonu 6, ko izmanto šķiedrās, inženierplastmasā un plēvēs.

Paralēls, mazāks ceļš oksidē cikloheksanonu (caur cikloheksanolu) tālāk uzadipīnskābe, viens no diviem monomēriem (ar heksametilēndiamīnu), kas veidoNeilons 6,6.

Cikloheksanona galvenie polimēru pielietojumi

Cikloheksanons neilona ražošanā

Šis ir vislielākais{0}}vērtības un daudzuma{1}}cikloheksanona lietojums, un tas ir pelnījis rūpīgāku tehnisko apstrādi, nekā sniegts lielākajā daļā nozares pārskatu.

Kaprolaktāma ražošana.Cikloheksanons ir tiešais kaprolaktāma prekursors. Aptuveni vienai tonnai kaprolaktāma ir nepieciešama gandrīz viena tonna cikloheksanona (ņemot vērā procesa iznākuma zudumus), padarot cikloheksanona pieejamību un cenu noteikšanu par tiešu kaprolaktāma un pakārtotā Nylon 6 ekonomikas virzītājspēku.

Bekmaņa pārkārtošanās.Šis ir ķīmiski galvenais solis. Cikloheksanona oksīms skābes katalīzes procesā tiek pakļauts intramolekulārai pārkārtošanai, kurā migrē oglekļa -slāpekļa saite, pārvēršot sešu-locekļu oksīma gredzenu par kaprolaktāma septiņu-locekļu laktāma gredzenu ar slāpekli, kas ievietots gredzena mugurkaulā. Tradicionālā šķidrās{5}fāzes Bekmana pārkārtošana, izmantojot oleumu, rada lielu daudzumu amonija sulfāta kā blakusproduktu; jaunāki tvaika-fāzes, ceolīta-katalizētie ceļi (piem., Bekmana gāzes-fāze salīdzinājumā ar augstiem-silīcija dioksīda ceolītiem) samazina blakusproduktu veidošanos, un tie arvien vairāk tiek izmantoti vides un izmaksu apsvērumu dēļ.

Neilona polimerizācija.Attīrītam kaprolaktāmam tiek veikta gredzena -atvēršanās polimerizācija -, visbiežāk hidrolītiskā polimerizācija, ko ierosina ūdens augstā temperatūrā, vai ātra anjonu polimerizācija liešanas/reakcijas -iesmidzināšanas formēšanai -, lai iegūtu neilona 6 polimēru ķēdes. Iegūtais polimērs tiek izmantots tekstilizstrādājumu un paklāju šķiedrās, automobiļu inženiertehniskajā plastmasā, pārtikas iepakojuma plēvēs un rūpnieciskajos monopavedienos.

Cikloheksanons kā šķīdinātājs polimēru sveķiem

Ārpus neilona ķēdes cikloheksanons ir darba šķīdinātājs sveķu un pārklājuma sastāvā:

• PVC un vinila sveķi– Cikloheksanons ir viens no nedaudzajiem šķīdinātājiem, kas praktiski koncentrācijās pilnībā izšķīdina cieto un elastīgo PVC, padarot to par galveno līdzekli PVC tintēs, sietspiedes{0}}preparātos un vinila plēvju līmēs.
• Akrila sveķi– Izmanto laku un pārklājumu sistēmās, kur nepieciešama kontrolēta žāvēšana, lai izvairītos no virsmas defektiem.
• Epoksīda sveķi– funkcionē kā viskozitāti{0}}samazinošs šķīdinātājs, būtiski neapdraudot sacietēšanas ķīmisko sastāvu.
• Gumijas savienojumi– Izmanto gumijas cementa un līmju sastāvos, palīdzot gumijai izkliedēties izmantojamā šķīdumā.

Kāpēc tā šķīdināšanas spēja ir spēcīga:Cikloheksanona polārā karbonilgrupa labvēlīgi mijiedarbojas ar polārajām grupām, kas atrodas PVC, akrilos un līdzīgos sveķos, savukārt tā cikliskais ogļūdeņraža pamats nodrošina pietiekami daudz nepolāru raksturu, lai šķīdinātu arī ogļūdeņražu-bāzes sveķu komponentus.

Šī divējāda afinitāte -, kas ir pietiekami polāra vinila un poliuretāna ķīmijai, -pietiekami polāra ogļūdeņražu sveķu segmentiem -, nav izplatīta atsevišķu šķīdinātāju vidū, un tas ir galvenais iemesls, kāpēc to joprojām ir grūti pilnībā aizstāt.

Cikloheksanona izmantošanas priekšrocības polimēru apstrādē

Cikloheksanons pret citiem polimēru šķīdinātājiem

Līdzņemšanai:Cikloheksanonam ir praktisks vidusceļš, - spēcīgāks PVC/vinila šķīdinātājs nekā acetons vai MEK, labvēlīgāks drošības un nepastāvības profils nekā DMF vai NMP, kā arī iztvaikošanas ātrums, kas piemērots rūpnieciskām pārklāšanas līnijām, kurām nepieciešams darbīgs atvērtais laiks bez pārmērīgi gariem žāvēšanas cikliem.

Nozares, kurās izmanto cikloheksanona{0}}polimērus

• Automobiļi– neilona 6/6,6 inženierplastmasa detaļām zem pārsega; PVC un PU pārklājumi iekštelpām un pārklātiem audumiem
• Elektronika– Neilona savienotāji un korpusi; uz cikloheksanona{0}}bāzes tintes un pārklājumi shēmas plates un komponentu drukāšanai
• Aviācija– Augstas veiktspējas{0}} neilona kompozītmateriāli un epoksīdsveķu sistēmas
• Būvniecība– PVC caurules, grīdas segumi un celtniecības materiāli ar vinila{0}}pārklājumu
• Iepakojums– Neilona plēves pārtikas iepakošanai; PVC un akrila pārklājumi elastīgam iepakojumam
• Medicīnas– Neilona sastāvdaļas ierīcēs un caurulēs; šķīdinātāju{0}}pārklājumi medicīniskām-PVC
• Tekstilizstrādājumi– Neilona 6 šķiedra joprojām ir viens no lielākajiem gala lietojumiem pasaulē

Drošība un apiešanās

Cikloheksanons ir viegli uzliesmojošs, vidēji gaistošs organiskais šķīdinātājs, un ar to jārīkojas, ievērojot standarta rūpnieciskos ketonu{0}}šķīdinātāju piesardzības pasākumus.

• Uzglabāšana– Uzglabāt cieši noslēgtos traukos, prom no spēcīgiem oksidētājiem un atklātas liesmas, vēsā, labi vēdināmā vietā. Sargāt no aizdegšanās avotiem tā uzliesmošanas punkta dēļ (~44 grādi).
• Transports– klasificēts kā uzliesmojošs šķidrums saskaņā ar lielāko daļu starptautisko transporta noteikumu (piemēram, ANO 1915); tiek nosūtīti atbilstošās mucās, IBC vai cisternu konteineros ar atbilstošu marķējumu.
• IAL– Ja rīkojaties bez taras vai slēgtās telpās, ieteicams lietot ķīmiski{0}izturīgus cimdus, aizsargbrilles vai sejas aizsargu un atbilstošu ventilāciju vai elpceļu aizsardzību. Cikloheksanona tvaiki paaugstinātā koncentrācijā var kairināt acis un elpceļus.
• MSDS/SDS– Pirms apstrādes, uzglabāšanas vai transportēšanas vienmēr ir jāiepazīstas ar aktuālo drošības datu lapu, jo reģionālās klasifikācijas un iedarbības ierobežojumi (piemēram, OSHA, ECHA) var atšķirties un tiek periodiski atjaunināti.

Bieži uzdotie jautājumi

Vai cikloheksanonu izmanto plastmasas ražošanā?

Jā. Cikloheksanons ir galvenais kaprolaktāma un adipīnskābes priekštecis, kas tiek polimerizēti neilonā 6 un neilonā 6,6 - divās no visplašāk ražotajām inženiertehniskajām un šķiedru{4} kategorijas plastmasām.

Vai cikloheksanons ir polimērs?

Nē. Cikloheksanons ir mazas-molekulas ciklisks ketons, nevis polimērs. Tas ir monomēra prekursors un šķīdinātājs, ko izmanto polimēru ražošanā, nevis pats polimērs.

Kāpēc neilona ražošanā izmanto cikloheksanonu?

Jo tas ir tiešais ķīmiskais prekursors kaprolaktāmam, izmantojot oksimāciju un Bekmana pārkārtošanos. Pēc tam kaprolaktāms tiek polimerizēts, veidojot neilonu 6.

Kādi polimēri izšķīst cikloheksanonā?

PVC, vinila kopolimēri, akrila sveķi, epoksīdsveķi, poliuretāni un daudzi savienojumi uz fenola un gumijas{0}} bāzes ir šķīstoši vai ļoti saderīgi ar cikloheksanonu.

Vai cikloheksanons ir labs PVC šķīdinātājs?

Jā - tas tiek uzskatīts par vienu no spēcīgākajiem parastajiem šķīdinātājiem gan cietam, gan elastīgam PVC, tāpēc to plaši izmanto PVC tintēs, pārklājumos un līmju veidos.

Vai cikloheksanons var izšķīdināt akrilu?

Jā. Cikloheksanonu izmanto kā šķīdinātāju daudzās akrila laku un pārklājumu sistēmās, jo īpaši, ja ir nepieciešams lēnāks, kontrolētāks iztvaikošanas profils.

Kuras nozares patērē visvairāk cikloheksanona?

Tekstilrūpniecība, automobiļu rūpniecība un iepakošanas nozare ir lielākie netiešie patērētāji, ko galvenokārt veicina pieprasījums pēc neilona 6 un neilona 6,6. Pārklājumu, līmvielu un tipogrāfijas tintes nozares ir lielākie tiešie šķīdinātāja-cikloheksanona patērētāji.

Vai polimēru ražošanas laikā cikloheksanons ir bīstams?

Tas ir klasificēts kā viegli uzliesmojošs un viegli kairinošs šķīdinātājs, kam nepieciešami standarta ketonu{0}}piesardzības pasākumi (ventilācija, IAL, kontrolēta uzglabāšana prom no aizdegšanās avotiem). Tas nav klasificēts starp augstas -bīstamības CMR (kancerogēniem, mutagēniem, reproduktīvajai sistēmai toksiskiem) šķīdinātājiem, tāpēc dažos preparātos tas joprojām tiek dota priekšroka salīdzinājumā ar alternatīvām, piemēram, DMF vai NMP.

Kāda ir atšķirība starp cikloheksanonu un kaprolaktāmu?

Cikloheksanons ir ketonu izejviela; kaprolaktāms ir laktāma monomērs, kas iegūts no tā oksimācijas un Bekmana pārkārtošanās rezultātā. Kaprolaktāms, nevis cikloheksanons, ir monomērs, kas tiek tieši polimerizēts neilonā 6.

Vai cikloheksanons paliek gala polimēra produktā?

Nē. Lietojot kā ķīmisku starpproduktu (kaprolaktāma ceļš), cikloheksanons tiek ķīmiski pārveidots un nepaliek polimērā. Ja to izmanto kā apstrādes šķīdinātāju, tas iztvaiko žāvēšanas/cietēšanas laikā, lai gan atlikuma līmeņi tiek kontrolēti saskaņā ar plēves un pārklājuma specifikācijām.