Ισοφθαλικό οξύ: περιγραφή, ιδιότητες, προετοιμασία και εφαρμογή

2024 Συγγραφέας: Angel Austin | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-02 17:44

Το ισοφθαλικό οξύ χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή χρωμάτων και βερνικιών. Τα υλικά επίστρωσης με το περιεχόμενό τους έχουν υψηλά τεχνικά χαρακτηριστικά. Ο κύριος τρόπος λήψης αυτής της ουσίας στη χημική βιομηχανία είναι η οξείδωση του μ-ξυλενίου παρουσία καταλυτών.

Περιγραφή

Το ισοφθαλικό οξύ είναι μια οργανική ένωση που ανήκει στην κατηγορία των καρβοξυλικών οξέων. Έχει στη σύνθεσή του 2 καρβοξυλικές ομάδες -COOH, είναι δηλαδή δικαρβοξυλικό οξύ. Ένα άλλο όνομα αυτής της ουσίας είναι 1,3-βενζολοδικαρβοξυλικό οξύ. Τα άλατα και οι εστέρες του ονομάζονται ισοφθαλικοί.

Σε εμφάνιση, είναι μια σκληρή, πυρίμαχη λευκή σκόνη.

Εμπειρικός τύπος για ισοφθαλικό οξύ: C₈H₆O_{4. Ο δομικός τύπος αυτής της ένωσης φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.}

Ιδιότητες

Οι κύριες ιδιότητες αυτής της ουσίας είναι οι εξής:

• μοριακό βάρος – 166, 14;
• σημείο τήξης - 345-348 °C;
• χύμαπυκνότητα – 0,8 g/ml;
• σημείο ανάφλεξης αερολύματος - 700 °С;
• διαλυτότητα: καλή σε νερό και υδατικά αλκαλικά διαλύματα, φτωχή σε κρύο CH3COOH, μεθανόλη, προπανόλη και κατώτερες αλκοόλες.

Το ισοφθαλικό οξύ ερεθίζει το ανθρώπινο δέρμα κατά την επαφή, επομένως πρέπει να τηρούνται προφυλάξεις ασφαλείας όταν εργάζεστε με αυτό.

Αλληλεπίδραση με άλλες ενώσεις:

• σχηματίζει άλατα όταν αντιδρά με αλκάλια.
• όταν θερμαίνονται με αλκοόλες, λαμβάνονται εστέρες.
• σε αντίδραση με θειονυλοχλωρίδιο, διχλωριούχο ανθρακικό οξύ και ακετυλοχλωρίδιο όταν θερμανθεί στους 130 oC το ισοφθαλικό οξύ μετατρέπεται σε ισοφθαλοϋλοχλωρίδιο.
• σε οξικό οξύ σε θερμοκρασία δωματίου μειώνεται με υδρογόνο σε C₆H₁₀(COOH)_{2 (cis-εξαϋδροϊσοφθαλικό οξύ);}
• νιτρωμένο με νιτρικό οξύ στους 30 °C (λαμβάνονται 4 και 5-νιτροπαράγωγα) και σουλφονωμένο με ατμίζον θειικό οξύ στους 200 °C.

Παραγωγή ισοφθαλικού οξέος

Η σύνθεση αυτής της ένωσης στη χημική βιομηχανία πραγματοποιείται με διάφορους τρόπους:

• Στην οξειδωτική αντίδραση του μεταξυλενίου με τον αέρα που περιλαμβάνει οξικό οξύ. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 100-150 °C και σε πίεση 14-27 ατμοσφαιρών. Τα άλατα κοβαλτίου και η ακεταλδεΰδη χρησιμοποιούνται ως καταλύτες.
• Όταν οξειδώνεται το μεταξυλένιο ή το μ-τολουϊκό οξύ, θερμαίνεται στους 200 °C, σε πίεση 40 atm. και παρουσία πυκνού νιτρικού οξέος.
• Στην οξειδωτική αντίδραση του C₁₂H_{18 (1, 3-διισοπροπυλβενζόλιο) με αέρα. Θερμοκρασία αντίδρασης 120-220°C, καταλύτες - άλατα κοβαλτίου και μαγγανίου.}
• Στη διαδικασία διαχωρισμού της καρβοξυλικής ομάδας του τριμελλιτικού οξέος σε υδατικό διάλυμα υδροξυλικού νατρίου. Η θερμοκρασία αντίδρασης είναι 250 °C.

Το προϊόν που προκύπτει καθαρίζεται με κρυστάλλωση από οξικό οξύ ή από υδατικό διάλυμα αιθανόλης (σε εργαστηριακές συνθήκες). Δεδομένου ότι η παραγωγή του C₈H₆O_{4 πραγματοποιείται σε διαβρωτικά περιβάλλοντα, ο βιομηχανικός εξοπλισμός αποτελείται από χημικά ανθεκτικό υλικό - τιτάνιο.}

Αίτηση

Το Το ισοφθαλικό οξύ χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή επιστρώσεων χρωμάτων (πολυουρεθάνης, σκόνης, αλκυδίου), καθώς και πολυεστερικών ρητινών. Άλλες εφαρμογές είναι η παραγωγή υλικών όπως:

• θερμοπλαστικά πολυμερή;
• gelcoats - διακοσμητικές και προστατευτικές επικαλύψεις που μοιάζουν με gel;
• πολυεστερικές ρητίνες με βάση το νερό;
• πολυεστέρες για GRP;
• σμάλτα εστιών μελαμίνης;
• κατασκευή πλαστικών φιαλών και καουτσούκ (ως συμμονομερές).

Τα χρώματα ισοφθαλικού οξέος έχουν υψηλή απόδοση:

• αντοχή σε καλές καιρικές συνθήκες;
• σκληρότητα;
• αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία, υψηλό όριο θερμικής παραμόρφωσης;
• διαβρωτικό και χημικόανθεκτικότητα;
• ανθεκτικό σε λεκέδες.

Τα σμάλτα χρησιμοποιούνται στις ακόλουθες βιομηχανίες:

• αυτοκινητοβιομηχανία;
• εκτύπωση;
• δομικά υλικά;
• κατασκευή επίπλων;
• κατασκευή εξοπλισμού κήπου;
• παραγωγή μηχανών αυτόματης πώλησης και άλλα.