חומצה איזופטלית: תיאור, תכונות, הכנה ויישום

2024 מְחַבֵּר: Angel Austin | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-02 17:47

חומצה איזופטלית נמצאת בשימוש נרחב בייצור צבעים ולכות. לחומרי ציפוי עם התוכן שלו מאפיינים טכניים גבוהים. הדרך העיקרית להשיג חומר זה בתעשייה הכימית היא חמצון של m-xylene בנוכחות זרזים.

Description

חומצה איזופטלית היא תרכובת אורגנית השייכת לקבוצת החומצות הקרבוקסיליות. יש לה בהרכב שלה 2 קבוצות קרבוקסיל -COOH, כלומר, היא חומצה דיקרבוקסילית. שם נוסף לחומר זה הוא חומצה 1,3-benzenedicarboxylic. המלחים והאסטרים שלו נקראים איזופתלטים.

במראה, מדובר באבקה לבנה קשה ועמידה.

נוסחה אמפירית לחומצה איזופטלית: C₈H₆O_{4. נוסחת המבנה של תרכובת זו מוצגת באיור שלהלן.}

Properties

התכונות העיקריות של החומר הזה הן כדלקמן:

• משקל מולקולרי – 166, 14;
• נקודת התכה - 345-348 מעלות צלזיוס;
• כמות גדולהצפיפות – 0.8 גרם/מ"ל;
• נקודת הבזק אירוסול - 700 °С;
• מסיסות: טוב במים ובתמיסות אלקליות מימיות, דל ב-CH₃COOH קר, מתנול, פרופנול וכוהלים נמוכים יותר.

חומצה איזופטלית מגרה את עור האדם במגע, לכן יש להקפיד על אמצעי זהירות בעת העבודה איתה.

אינטראקציה עם תרכובות אחרות:

• יוצר מלחים בעת תגובה עם אלקליות;
• בחימום עם אלכוהול, מתקבלים אסטרים;
• בתגובה עם תיוניל כלוריד, חומצה פחמנית דיכלוריד ואצטיל כלוריד בחימום ל-130 oC חומצה איזופטלית הופכת לאיזופתלואיל כלוריד;
• בחומצה אצטית בטמפרטורת החדר הוא מופחת על ידי מימן ל-C₆H₁₀(COOH)_{2 (חומצה ציס-הקסה-הידרואיזופתלית);}
• חנקתי עם חומצה חנקתית ב-30 מעלות צלזיוס (מתקבלות נגזרות 4 ו-5-ניטרו) ומסולפף בחומצה גופרתית מבעבעת ב-200 מעלות צלזיוס.

ייצור חומצה איזופטלית

הסינתזה של תרכובת זו בתעשייה הכימית מתבצעת בכמה דרכים:

• בתגובה החמצונית של מטקסילן עם אוויר המערבת חומצה אצטית. התהליך מתרחש בטמפרטורה של 100-150 מעלות צלזיוס ובלחץ של 14-27 אטמוספרות. מלחי קובלט ואצטאלדהיד משמשים כזרזים.
• בעת חמצון של meta-xylene או m-toluic acid, מחומם ל-200 מעלות צלזיוס, בלחץ של 40 atm. ובנוכחות חומצה חנקתית מרוכזת.
• בתגובה החמצונית של C₁₂H_{18 (1, 3-דיאיזופרופילבנזן) עם אוויר. טמפרטורת תגובה 120-220°С, זרזים - מלחים של קובלט ומנגן.}
• בתהליך של פיצול קבוצת הקרבוקסיל של חומצה טרימליטית בתמיסה מימית של סודיום הידרוקסיל. טמפרטורת התגובה היא 250 מעלות צלזיוס.

המוצר המתקבל מטוהר על ידי התגבשות מחומצה אצטית או מתמיסה מימית של אתנול (בתנאי מעבדה). מאז הייצור של C₈H₆O_{4 מתבצע בסביבות קורוזיביות, ציוד תעשייתי עשוי חומר עמיד כימית - טיטניום.}

Application

חומצה איזופטלית משמשת בעיקר לייצור ציפויי צבע (פוליאוריתן, אבקה, אלקיד), כמו גם שרפי פוליאסטר. יישומים נוספים הם ייצור חומרים כגון:

• פולימרים תרמופלסטיים;
• gelcoats - ציפויים דקורטיביים ומגנים דמויי ג'ל;
• שרפי פוליאסטר על בסיס מים;
• polyesters for GRP;
• אימייל לכיריים מלמין;
• ייצור של בקבוקי פלסטיק וגומי (כקומונומר).

צבעי חומצה איזופטלית הם בעלי ביצועים גבוהים:

• עמידות במזג אוויר טוב;
• hardness;
• התנגדות לטמפרטורה גבוהה, גבול עיוות תרמי גבוה;
• קורוזיבי וכימיעמידות;
• עמיד בפני כתמים.

האמיילים משמשים בתעשיות הבאות:

• תעשיית הרכב;
• printing;
• חומרי בניין;
• ייצור רהיטים;
• ייצור ציוד גינה;
• ייצור מכונות אוטומטיות ואחרות.