W przemyśle otrzymywanie kaprolaktamu z benzenu uważane jest za najbardziej obiecującą metodę. Rozważmy bardziej szczegółowo cechy tej produkcji, a także główne cechy powstałego związku.
Funkcje syntezy
W łańcuchu technologicznym następuje uwodornienie benzenu do cykloalkanu (za pomocą katalizatora platynowego lub niklowo-chromowego, temperatura 220°C). Cykloheksan powstały podczas utleniania przekształca się w cykloheksanon przy 0,9-1,1 MPa, 140-160°C. Ponadto przez odwodornienie na katalizatorach chromowo-cynkowych (w obecności alkaliów) jest przekształcany w oksym. Na ostatnim etapie oksym cykloheksanonu jest traktowany oleum lub stężonym kwasem siarkowym, zamieniając go w kaprolaktam (temperatura syntezy - 60-120 ° C).
Funkcje procesu
W jakim procencie otrzymuje się kaprolaktam opisaną metodą? W rzeczywistości,wydajność produktu wynosi 66-68%. Dlatego opracowano inne technologie produkcji. W szczególności synteza fotochemiczna, w której 86-88% uwalniane jest w wyniku fotochemicznej nitrozacji cykloheksanu do kaprolaktamu pod wpływem promieniowania UV.
W przemyśle chemicznym kaprolaktam jest również wytwarzany z toluenu, utleniając go w temperaturze 165°C (na katalizatorze platynowym), a następnie nitrozując powstały kwas karboksylowy cykloheksan do surowego kaprolaktamu.
Co to jest kaprolaktam otrzymywany jedną z wyżej wymienionych metod? W rzeczywistości jest to substancja stała, w której znajdują się zanieczyszczenia. Najpierw należy je oczyścić za pomocą żywic jonowymiennych, a następnie destylować. Produktem ubocznym tej produkcji jest siarczan amonu, cenny nawóz mineralny.
Kaprolaktam stały jest transportowany w papierowych wielowarstwowych workach, a płynny produkt transportowany jest w specjalnych zbiornikach z dodatkowym ogrzewaniem. Obecnie składnik ten pozyskiwany jest głównie z benzenu, fenolu, toluenu.
Podstawowe funkcje
Co wyróżnia kaprolaktam? Właściwości tego związku heterocyklicznego zasługują na osobną uwagę. Jest białą krystaliczną substancją o dobrej rozpuszczalności w wodzie, eterze, alkoholu, benzenie. Ogrzewanie go w obecności amin, alkoholu i wody prowadzi do polimeryzacji kaprolaktamu w żywicę poliamidową. To właśnie ta substancja jest podstawą do produkcji polimeru. Tak więc to kaprolaktam pełni rolę monomeru w procesie. Co to jest polimeryzacja? Termin ten oznacza proces otrzymywania produktu - kapronu z monomeru.
Aplikacje
Jaki jest główny cel omawianej produkcji? Dlaczego kaprolaktam jest produkowany w przemyśle chemicznym? Jego zastosowanie jest dość różnorodne. Jest niezbędny do folii poliamidowych, płyt konstrukcyjnych. W minimalnych ilościach wykorzystywany jest w syntezie lizyny i poliuretanu. Dlaczego kaprolaktam jest tak popularny? Co to jest? Ten związek organiczny jest wykorzystywany w syntezie rozpuszczalników do farb, a także w tworzeniu skór syntetycznych, plastyfikatorów.
Zużycie według branży
W jakich nowoczesnych gałęziach przemysłu potrzebny jest kaprolaktam? Co to jest - kapron? Te pytania są rozpatrywane w ramach szkolnego kursu chemii organicznej. W branży motoryzacyjnej istnieje zapotrzebowanie na te produkty. Ale mimo to jego maksymalne objętości są wykorzystywane do produkcji włókien i nici poliamidowych, a także do produkcji nowoczesnych tworzyw konstrukcyjnych (około 60% - dla włókien i nici, około 34% - do produkcji tworzyw konstrukcyjnych). Pozostałe surowce są wykorzystywane do tworzenia materiałów opakowaniowych, różnych produktów dla sektora sanitarnego.
Włókna poliamidowe są potrzebne do produkcji tekstyliów, przędz przemysłowych, dywanów. To właśnie ten produkt staje się coraz bardziej popularny na rynku materiałów polimerowych.
Ważne punkty
Żywica do pubów jest również poszukiwana w produkcji tworzyw konstrukcyjnych. Ona jest składnikiemdo produkcji elementów wyposażenia elektrycznego i elektronicznego oraz części samochodowych. Folia poliamidowa orientowana to materiał, który znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle opakowaniowym. Do jego produkcji wykorzystywany jest również kaprolaktam.
Co to jest lizyna? Przyjrzyjmy się tej substancji bardziej szczegółowo. Lizyna to aminokwas, którego człowiek potrzebuje do normalnego funkcjonowania organizmu. Brak tej substancji prowadzi do naruszenia ludzkiego układu odpornościowego, co negatywnie wpływa na zdrowie całego organizmu. Chemiczna synteza lizyny z kaprolaktamu przez kilka kolejnych etapów jest technologią pozwalającą na rozwiązanie problemu niedoboru tej substancji. Zastosowanie innowacyjnych technologii pozwala na przyspieszenie procesu i obniżenie jego kosztów.
Podsumuj
Wśród produktów, które można otrzymać z kaprolaktamu, szczególnie interesujące są włókna poliamidowe i żywice. W szczególności kapron również otrzymał obecnie maksymalną częstość występowania. Ten polimer jest niezbędny w wielu obszarach przemysłowych. Znajduje zastosowanie w inżynierii mechanicznej, medycynie chirurgicznej, produkcji chemicznej, wytwarzaniu narzędzi. Z nylonu powstają wysokiej jakości żyłki do nowoczesnych spadochronów, lin, lin, różnego sprzętu wędkarskiego, strun do instrumentów muzycznych, ubrań i zabawek.
Ogromna liczba materiałów polimerowych otrzymywanych z kaprolaktamu wyjaśnia zapotrzebowanie na ten materiał na rynku światowym. Tak, siłanici kapronowe są dziesięć razy więcej niż jedwab, 50 razy więcej niż wiskoza. Do produkcji polimerów wykorzystywane są wyłącznie wysokiej jakości surowce.
Dlatego szczególną uwagę w nowoczesnym przemyśle chemicznym przywiązuje się do wstępnego oczyszczania kaprolaktamu z dodatkowych zanieczyszczeń (kurz, wilgoć). W przeciwnym razie trudno liczyć na uzyskanie pożądanej jakości kapronu.
W ciągu ostatniej dekady produkcja tworzyw sztucznych i żywic syntetycznych znacznie wzrosła. Powstają nowe materiały na bazie kaprolaktamu. Rośnie również zapotrzebowanie na te związki w inżynierii mechanicznej i budownictwie.
