Teollisuudessa kaprolaktaamin saamista bentseenistä pidetään lupaavimpana menetelmänä. Tarkastellaanpa tarkemmin tämän tuotannon ominaisuuksia sekä tuloksena olevan yhdisteen pääominaisuuksia.
Synteesiominaisuudet
Teknologisessa ketjussa on bentseenin hydraus sykloalkaaniksi (platina- tai nikkeli-kromikatalyytillä, lämpötila 220°C). Hapetuksen aikana muodostunut sykloheksaani muunnetaan sykloheksanoniksi paineessa 0,9-1,1 MPa, 140-160 °C. Lisäksi dehydraamalla kromi-sinkkikatalyyteillä (emäksen läsnäollessa) se muunnetaan oksiimiksi. Viimeisessä vaiheessa sykloheksanonioksiimi käsitellään oleumilla tai väkevällä rikkihapolla, jolloin se muutetaan kaprolaktaamiksi (synteesilämpötila - 60-120 °C).
Prosessiominaisuudet
Kuinka monta prosenttia kaprolaktaamia saadaan kuvatulla menetelmällä? Itse asiassa,tuotteen saanto on 66-68 prosenttia. Tästä syystä on kehitetty muita tuotantotekniikoita. Erityisesti fotokemiallinen synteesi, jossa 86-88 % vapautuu sykloheksaanin fotokemiallisella nitrosoinnilla kaprolaktaamiksi UV-säteilyn vaikutuksesta.
Kemianteollisuudessa kaprolaktaamia valmistetaan myös tolueenista hapettamalla se 165°C:ssa (platinakatalyytillä), minkä jälkeen tuloksena oleva karboksyylihapposykloheksaani nitrosoidaan raakakaprolaktaamiksi.
Mitä kaprolaktaami saadaan jollain yllä luetelluista menetelmistä? Itse asiassa se on kiinteä aine, jossa on epäpuhtauksia. Ensin se on puhdistettava niistä ioninvaihtohartseilla ja sitten tislattava. Tämän tuotannon sivutuote on ammoniumsulfaatti, arvokas mineraalilannoite.
Kiinteä kaprolaktaami kuljetetaan paperisissa monikerroksisissa pusseissa ja nestemäinen tuote erikoissäiliöissä, joissa on lisälämmitys. Tällä hetkellä tätä komponenttia saadaan pääasiassa bentseenistä, fenolista, tolueenista.
Perusominaisuudet
Mikä tekee kaprolaktaamista erilaisen? Tämän heterosyklisen yhdisteen ominaisuudet ansaitsevat erillisen tarkastelun. Se on valkoinen kiteinen aine, joka liukenee hyvin veteen, eetteriin, alkoholiin, bentseeniin. Kuumentaminen amiinien, alkoholin ja veden läsnäollessa johtaa kaprolaktaamin polymeroitumiseen polyamidihartsiksi. Tämä aine on polymeerin valmistuksen perusta. Joten se on kaprolaktaami, joka toimii prosessin monomeerinä. Mitä on polymerointi? Tämä termi tarkoittaa tuotteen - kapronin - saamisprosessia monomeerista.
Sovellukset
Mikä on kyseessä olevan tuotannon päätarkoitus? Miksi kaprolaktaamia tuotetaan kemianteollisuudessa? Sen sovellus on melko monipuolinen. Se on välttämätön polyamidikalvoille, suunnittelulevyille. Pieninä määrinä sitä käytetään lysiinin ja polyuretaanin synteesissä. Miksi kaprolaktaami on niin suosittu? Mikä se on? Tätä orgaanista yhdistettä käytetään maalien liuottimien synteesissä sekä synteettisen nahan ja pehmittimien valmistuksessa.
Kulutus toimialoittain
Millä nykyaikaisilla aloilla kaprolaktaamia tarvitaan? Mikä se on - kapron? Näitä kysymyksiä pohditaan orgaanisen kemian koulukurssin puitteissa. Näille tuotteille on kysyntää autoteollisuudessa. Mutta tästä huolimatta sen enimmäismääriä käytetään polyamidikuitujen ja -lankojen valmistukseen sekä nykyaikaisten teknisten muovien valmistukseen (noin 60% - kuiduille ja langoille, noin 34% - teknisten muovien valmistukseen). Loput raaka-aineet käytetään pakkausmateriaalien, erilaisten saniteettialan tuotteiden valmistukseen.
Polyamidikuituja tarvitaan tekstiilien, teollisuuslankojen ja mattojen valmistukseen. Juuri tämä tuote on tulossa yhä suositummaksi polymeerimateriaalimarkkinoilla.
Tärkeitä kohtia
Pubihartsilla on kysyntää myös teknisten muovien valmistuksessa. Hän on komponenttisähkö- ja elektroniikkalaitteiden elementtien sekä autonosien tuotantoon. Orientoitu polyamidikalvo on materiaali, jota käytetään laajasti pakkausteollisuudessa. Sen valmistuksessa käytetään myös kaprolaktaamia.
Mikä on lysiini? Katsotaanpa tätä ainetta hieman yksityiskohtaisemmin. Lysiini on aminohappo, jota ihminen tarvitsee kehon normaaliin toimintaan. Tämän aineen puute johtaa ihmisen immuunijärjestelmän rikkomiseen, mikä vaikuttaa kielteisesti koko kehon terveyteen. Lysiinin kemiallinen synteesi kaprolaktaamista useiden peräkkäisten vaiheiden kautta on tekniikka, jonka avulla voidaan ratkaista tämän aineen puutosongelma. Innovatiivisten teknologioiden käyttö mahdollistaa prosessin nopeuttamisen ja sen kustannusten alentamisen.
Yhteenveto
Kaprolaktaamista saatavien tuotteiden joukossa polyamidikuidut ja -hartsit ovat erityisen kiinnostavia. Erityisesti capron on myös saanut suurimman levinneisyyden tällä hetkellä. Tämä polymeeri on välttämätön monilla teollisuusalueilla. Sitä käytetään koneenrakennuksessa, kirurgisessa lääketieteessä, kemian tuotannossa, instrumenttien valmistuksessa. Nailonista valmistetaan korkealaatuiset siimat nykyaikaisiin laskuvarjoihin, köydet, köydet, erilaiset kalastusvälineet, soittimien kielet, vaatteet ja lelut.
V altava määrä kaprolaktaamista saatuja polymeerimateriaaleja selittää tämän materiaalin kysynnän maailmanmarkkinoilla. Kyllä, voimaakapronilangat ovat kymmenen kertaa enemmän kuin silkkiä, 50 kertaa enemmän kuin viskoosia. Polymeerien valmistuksessa käytetään vain korkealaatuisia raaka-aineita.
Siksi nykyaikaisessa kemianteollisuudessa kiinnitetään erityistä huomiota kaprolaktaamin esipuhdistukseen lisäepäpuhtauksista (pöly, kosteus). Muuten on vaikea luottaa halutun laatukapronin saamiseen.
Viime vuosikymmenen aikana muovien ja synteettisten hartsien tuotanto on lisääntynyt merkittävästi. Kaprolaktaamin pohj alta on luotu uusia materiaaleja. Myös näiden yhdisteiden kysyntä koneenrakennuksessa ja rakentamisessa kasvaa.
