בתעשייה, השגת קפרולקטם מבנזן נחשבת לשיטה המבטיחה ביותר. הבה נבחן ביתר פירוט את התכונות של ייצור זה, כמו גם את המאפיינים העיקריים של התרכובת שהתקבלה.
תכונות סינתזה
בשרשרת הטכנולוגית יש הידרוגנציה של בנזן לציקלואלקן (עם זרז פלטינה או ניקל-כרום, טמפרטורה 220°C). הציקלוהקסאן שנוצר במהלך החמצון הופך לציקלוהקסנון ב-0.9-1.1 MPa, 140-160 מעלות צלזיוס. יתר על כן, על ידי דה-הידרוגנציה על זרזי כרום-אבץ (בנוכחות אלקלי), הוא הופך לאוקסימה. בשלב האחרון, cyclohexanone oxime מטופל עם אולאום או חומצה גופרתית מרוכזת, והופך אותו לקפרולקטאם (טמפרטורת סינתזה - 60-120 מעלות צלזיוס).
תכונות תהליך
באיזה אחוז מתקבל קפרולקטם בשיטה המתוארת? למעשה,תשואת המוצר היא 66-68 אחוזים. לכן פותחו טכנולוגיות ייצור אחרות. בפרט, סינתזה פוטוכימית, שבה 86-88% משתחררים על ידי ניטרוזציה פוטוכימית של ציקלוהקסאן לקפרולקטאם בהשפעת קרינת UV.
בתעשייה הכימית, קפרולקטם מיוצר גם מטולואן, המחמצן אותו ב-165 מעלות צלזיוס (על זרז פלטינה), ולאחר מכן חנקה של החומצה הקרבוקסילית ציקלוהקסאן שנוצרת לקפרולקטם גולמי.
מהו קפרולקטם המתקבל באחת מהשיטות המפורטות למעלה? למעשה, מדובר בחומר מוצק שיש בו זיהומים. ראשית, יש לנקות אותם באמצעות שרפים לחילופי יונים, ולאחר מכן לזקק. תוצר לוואי של ייצור זה הוא אמוניום סולפט, דשן מינרלי יקר ערך.
קפרולקטם מוצק מועבר בשקיות רב שכבתיות מנייר, והמוצר הנוזלי מועבר במיכלים מיוחדים עם תוספת חימום. כיום, רכיב זה מתקבל בעיקר מבנזן, פנול, טולואן.
תכונות בסיסיות
מה מייחד את קפרולקטם? המאפיינים של התרכובת ההטרוציקלית הזו ראויים לבחינה נפרדת. זהו חומר גבישי לבן עם מסיסות טובה במים, אתר, אלכוהול, בנזן. חימום זה בנוכחות אמינים, אלכוהול ומים מוביל לפימור של קפרולקטם לשרף פוליאמיד. החומר הזה הוא הבסיס לייצור הפולימר. אז זה קפרולקטם שפועל כמונומר לתהליך.מה זה פילמור? מונח זה פירושו תהליך קבלת מוצר - קפרון ממונומר.
Applications
מהי המטרה העיקרית של ההפקה המדוברת? מדוע מיוצר קפרולקטם בתעשייה הכימית? היישום שלה הוא די מגוון. זה הכרחי עבור סרטי פוליאמיד, לוחות הנדסה. בנפחים מינימליים, הוא משמש בסינתזה של ליזין ופוליאוריתן. מדוע קפרולקטם כל כך פופולרי? מה זה? תרכובת אורגנית זו משמשת בסינתזה של ממיסים לצבעים, כמו גם ביצירת עור סינטטי, חומרים פלסטיים.
צריכה לפי ענף
באילו תעשיות מודרניות יש צורך בקפרולקטם? מה זה - קפרון? שאלות אלו נדונות במסגרת הקורס לכימיה אורגנית בבית הספר. קיים ביקוש למוצרים אלו בתעשיית הרכב. אך למרות זאת, הנפחים המרביים שלו משמשים לייצור סיבי וחוטי פוליאמיד, וכן לייצור פלסטיקה הנדסית מודרנית (כ-60% - לסיבים וחוטים, כ-34% - לייצור פלסטיק הנדסי). שאר חומרי הגלם משמשים ליצירת חומרי אריזה, מוצרים שונים למגזר הסניטרי.
יש צורך בסיבי פוליאמיד לייצור טקסטיל, חוטים תעשייתיים, שטיחים. מוצר זה הוא שהופך פופולרי יותר ויותר בשוק החומרים הפולימריים.
נקודות חשובות
שרף פאב מבוקש גם בייצור פלסטיק הנדסי. היא מרכיבלייצור אלמנטים של ציוד חשמלי ואלקטרוני, כמו גם חלקי רכב. סרט פוליאמיד מכוון הוא חומר שנמצא בשימוש נרחב בתעשיית האריזה. קפרולקטם משמש גם בייצורו.
מה זה ליזין? בואו נתעכב על החומר הזה בפירוט קטן יותר. ליזין היא חומצת אמינו שאדם צריך לתפקוד תקין של הגוף. היעדר חומר זה מוביל להפרה של מערכת החיסון האנושית, אשר משפיעה לרעה על בריאות הגוף בכללותו. הסינתזה הכימית של ליזין מקפרולקטם דרך מספר שלבים עוקבים היא טכנולוגיה המאפשרת לפתור את בעיית המחסור בחומר זה. השימוש בטכנולוגיות חדשניות מאפשר להאיץ את התהליך ולהוזיל את עלותו.
סיכום
בין אותם מוצרים שניתן להשיג מקפרולקטם, סיבי פוליאמיד ושרף מעניינים במיוחד. בפרט, קפרון גם קיבל את השכיחות המקסימלית בזמן הנוכחי. פולימר זה הכרחי באזורי תעשייה רבים. הוא משמש בהנדסת מכונות, רפואה כירורגית, ייצור כימי, ייצור מכשירים. מניילון נוצרים קווים איכותיים למצנחים מודרניים, חבלים, חבלים, כלי דיג שונים, מחרוזות לכלי נגינה, בגדים וצעצועים.
מספר עצום של חומרים פולימריים המתקבלים מקפרולקטם מסבירים את הביקוש לחומר זה בשוק העולמי. כן, כוחחוטי קפרון הם פי עשרה יותר ממשי, פי 50 מאשר ויסקוזה. לייצור פולימרים נעשה שימוש בחומרי גלם איכותיים בלבד.
לכן מוקדשת תשומת לב מיוחדת בתעשייה הכימית המודרנית לטיהור מקדים של קפרולקטם מזיהומים נוספים (אבק, לחות). אחרת, קשה לסמוך על קבלת הקפרון האיכותי הרצוי.
בעשור האחרון, הייצור של פלסטיק ושרף סינתטי גדל באופן משמעותי. ישנם חומרים חדשים שנוצרו על בסיס קפרולקטם. הביקוש לתרכובות אלו בהנדסת מכונות ובבנייה גובר גם הוא.
