กรดไอโซฟทาลิก: คำอธิบาย คุณสมบัติ การเตรียมและการใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 17:57

กรดไอโซทาลิกใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสีและวาร์นิช วัสดุเคลือบที่มีเนื้อหามีลักษณะทางเทคนิคสูง วิธีหลักในการรับสารนี้ในอุตสาหกรรมเคมีคือการเกิดออกซิเดชันของ m-xylene ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา

รายละเอียด

กรดไอโซฟทาลิกเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่อยู่ในกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิก มันมีอยู่ในองค์ประกอบ 2 กลุ่มคาร์บอกซิล -COOH นั่นคือมันเป็นกรดไดคาร์บอกซิลิก อีกชื่อหนึ่งของสารนี้คือกรด 1,3-benzenedicarboxylic เกลือและเอสเทอร์เรียกว่าไอโซฟทาเลต

ในลักษณะเป็นผงสีขาวที่แข็งและทนไฟ

สูตรเอมพิริคัลสำหรับกรดไอโซทาลิก: C₈H₆O_{4 สูตรโครงสร้างของสารประกอบนี้แสดงไว้ในรูปด้านล่าง}

คุณสมบัติ

คุณสมบัติหลักของสารนี้มีดังนี้

• น้ำหนักโมเลกุล – 166, 14;
• จุดหลอมเหลว - 345-348 °C;
• จำนวนมากความหนาแน่น – 0.8 g/ml;
• จุดวาบไฟของละอองลอย - 700 °С;
• ความสามารถในการละลาย: ดีในน้ำและสารละลายด่างในน้ำ CH₃COOH เย็นจัด เมทานอล โพรพานอล และแอลกอฮอล์ต่ำ

กรดไอโซฟทาลิกระคายเคืองผิวมนุษย์เมื่อสัมผัส ดังนั้นต้องปฏิบัติตามข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยเมื่อใช้งาน

ปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นๆ:

• สร้างเกลือเมื่อทำปฏิกิริยากับด่าง
• เมื่อถูกทำให้ร้อนด้วยแอลกอฮอล์ จะได้เอสเทอร์
• ทำปฏิกิริยากับไทโอนิลคลอไรด์ คาร์บอนิกแอซิดไดคลอไรด์และอะซิติลคลอไรด์เมื่อถูกความร้อนถึง 130 oC กรดไอโซฟทาลิกกลายเป็นไอโซฟทาโลอิลคลอไรด์
• ในกรดอะซิติกที่อุณหภูมิห้องจะลดลงโดยไฮโดรเจนเป็น C₆H₁₀(COOH)_{2 (กรด cis-hexahydroisophthalic);}
• ไนเตรตด้วยกรดไนตริกที่อุณหภูมิ 30 °C (ได้อนุพันธ์ 4 และ 5-ไนโตร) และซัลโฟเนตด้วยกรดซัลฟิวริกที่เป็นควันที่อุณหภูมิ 200 °C

การผลิตกรดไอโซทาลิก

การสังเคราะห์สารประกอบนี้ในอุตสาหกรรมเคมีดำเนินการได้หลายวิธี:

• ในปฏิกิริยาออกซิเดชันของ metaxylene กับอากาศที่เกี่ยวข้องกับกรดอะซิติก กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 100-150 °C และที่ความดัน 14-27 บรรยากาศ ใช้เกลือโคบอลต์และอะซีตัลดีไฮด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
• เมื่อออกซิไดซ์ meta-xylene หรือ m-toluic acid ให้ความร้อนที่ 200 °C ที่ความดัน 40 atm และต่อหน้ากรดไนตริกเข้มข้น
• ในปฏิกิริยาออกซิเดชันของ C₁₂H_{18 (1, 3-diisopropylbenzene) กับอากาศ อุณหภูมิปฏิกิริยา 120-220 องศาเซลเซียส ตัวเร่งปฏิกิริยา - เกลือของโคบอลต์และแมงกานีส}
• กำลังแยกหมู่คาร์บอกซิลของกรดไตรเมลลิติกในสารละลายโซเดียมไฮดรอกซิลที่เป็นน้ำ อุณหภูมิของปฏิกิริยาคือ 250 °С

ผลลัพธ์ที่ได้จะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการตกผลึกจากกรดอะซิติกหรือจากสารละลายเอทานอลที่เป็นน้ำ (ในห้องปฏิบัติการ) เนื่องจากการผลิต C₈H₆O_{4 เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน อุปกรณ์อุตสาหกรรมจึงทำจาก วัสดุที่ทนต่อสารเคมี - ไททาเนียม}

แอปพลิเคชัน

กรดไอโซทาลิกใช้เป็นหลักในการผลิตสารเคลือบสี (โพลียูรีเทน ผง อัลคิด) เช่นเดียวกับเรซินโพลีเอสเตอร์ การใช้งานอื่น ๆ คือการผลิตวัสดุเช่น:

• เทอร์โมพลาสติกโพลีเมอร์;
• เจลโค้ท - เคลือบเจลสำหรับตกแต่งและป้องกัน
• โพลีเอสเตอร์เรซินแบบน้ำ
• โพลีเอสเตอร์สำหรับ GRP;
• เคลือบเมลามีน;
• การผลิตขวดพลาสติกและยาง (ทั่วไป)

สีกรดไอโซทาลิกมีประสิทธิภาพสูง:

• ทนต่อสภาพอากาศดี
• ความแข็ง;
• ทนต่ออุณหภูมิสูง ขีดจำกัดการเปลี่ยนรูปทางความร้อนสูง
• กัดกร่อนและเคมีความทนทาน;
• กันคราบ

เคลือบฟันใช้ในอุตสาหกรรมต่อไปนี้:

• อุตสาหกรรมยานยนต์;
• การพิมพ์;
• วัสดุก่อสร้าง;
• ผลิตเฟอร์นิเจอร์;
• ผลิตอุปกรณ์ทำสวน
• ผลิตตู้จำหน่ายสินค้าอัตโนมัติและอื่นๆ