Kyselina izoftalová: popis, vlastnosti, príprava a aplikácia

Kyselina izoftalová sa široko používa pri výrobe farieb a lakov. Povlaky s jeho obsahom majú vysokú technické vlastnosti. Hlavnou metódou získavania tejto látky v chemickom priemysle je oxidácia m-xylénu v prítomnosti katalyzátorov.

Description

Kyselina izoftalová je organická zlúčenina, ktorá patrí do triedy karboxylové kyseliny. Vo svojom zložení má 2 karboxylové skupiny-COOH, to znamená, že ide o dikarboxylovú kyselinu. Ďalším názvom tejto látky je kyselina 1,3-benzéndikarboxylová. Jeho soli a estery sa nazývajú izoftaláty.

Vo vzhľade je to pevný, žiaruvzdorný biely prášok.

Empirický vzorec kyseliny izoftalovej: C₈H₆O₄. Štruktúrny vzorec tejto zlúčeniny je znázornený na obrázku nižšie.

Funkcia

Hlavné vlastnosti tejto látky sú nasledovné:

• molekulová hmotnosť-166,14;
• teplota topenia - 345-348 °C;
• objemová hmotnosť-0,8 g / ml;
• aerosólový bod vzplanutia - 700 °C;
• rozpustnosť: vo vode a vodných roztokoch zásad-dobré, v studenom CH₃cooh, metanole, propanole a nižších alkoholoch-zlé.

Kyselina izoftalová dráždi ľudskú pokožku pri kontakte, preto , pri práci s ním je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia.

Interakcia s inými spojeniami:

• pri reakcii s alkáliami vytvára soli;
• pri zahrievaní alkoholmi sa získajú estery;
• v reakcii s tionylchloridom, dichlórhydridom kyseliny uhličitej a acetylchloridom po zahriatí na 130 ^oC kyselina izoftalová sa premieňa na izoftaloylchlorid;
• v kyseline octovej pri izbovej teplote sa redukuje vodíkom v C₆N₁₀(UNSD)₂ (CIS-hexahydroizoftalová kyselina);
• nitruje sa kyselinou dusičnou pri 30 ° C (získajú sa 4 a 5-nitro deriváty) a sulfonuje sa dymivou kyselinou sírovou pri 200 ° C.

Príprava kyseliny izoftalovej

Syntéza tejto zlúčeniny v chemickom priemysle sa uskutočňuje von niekoľkými spôsobmi:

• Pri oxidačnej reakcii metaxylénu so vzduchom za účasti kyseliny octovej. Proces prebieha pri teplote 100-150 ° C a pri tlaku 14-27 atmosfér. Ako katalyzátory sa používajú soli kobaltu a acetaldehyd.
• Počas oxidácie meta-xylénu alebo kyseliny m-toluylovej zahriatej na 200 ° C pri tlaku 40 atm. a v prítomnosti koncentrovanej kyseliny dusičnej.
• V oxidačnej reakcii C₁₂H₁₈ (1,3-diizopropylbenzén) so vzduchom. Reakčná teplota 120-220 ° C, katalyzátory-soli kobaltu a mangánu.
• V procese štiepenia karboxylovej skupiny kyseliny trimellitovej vo vodnom roztoku hydroxylu sodného. Reakčná teplota - 250 °C.

Výsledný produkt sa čistí kryštalizáciou z kyseliny octovej alebo z vodného roztoku etanolu (v laboratórnych podmienkach). Od výroby C₈H₆O₄ vyskytuje sa v korozívnom prostredí, potom je priemyselné zariadenie vyrobené z chemicky odolného materiálu-titánu.

Aplikácia

Kyselina izoftalová používa sa hlavne na výroba náterových hmôt (polyuretán, prášok, alkyd), ako aj polyesterových živíc. Ďalšími oblasťami použitia sú výroba materiálov, ako sú:

• termoplastické polyméry;
• gelcoats-gélové dekoratívne a ochranné nátery;
• polyesterové živice na vodnej báze;
• polyestery na plasty vystužené sklom;
• melamínové smalty sušiace za tepla;
• Výroba plastových fliaš a kaučukov (ako komonomér).

Nátery s kyselinou izoftalovou sa vyznačujú vysokými výkonnostnými vlastnosťami:

• dobrá odolnosť voči atmosférickým faktorom;
• tvrdosť;
• odolnosť voči zvýšeným teplotám, vysoký limit tepelnej deformácie;
• korózia a chemická odolnosť;
• odolnosť voči škvrnám.

Smalty sa používajú v nasledujúcich prípadoch priemysel:

• automobilový;
• polygrafia;
• stavebné materiály;
• výroba nábytku;
• výroba záhradnej techniky;
• výroba predajných automatov a iné.