| Propriétés chimiques |
Le 1,4-cyclohexanediméthanol est un solide cireux blanc ou un liquide visqueux incolore clair après fusion. Point de fusion 43 degrés (cis), 70 degrés (trans). La température de sublimation est de 160 degrés, miscible à l'eau et à l'alcool, soluble dans la cétone, presque insoluble dans les hydrocarbures aliphatiques et l'éther. |
| Caractéristiques |
1,4-Le cyclohexanediméthanol (CHDM) est à la fois dur et flexible, avec un TG élevé, et offre une excellente stabilité thermique, une bonne solubilité et une bonne résistance aux intempéries. Il peut améliorer la réactivité des composés polyester et améliorer la stabilité hydrolytique, la plasticité, la brillance, la transparence, l'imprimabilité et la capacité de traitement du polymère. |
| Les usages |
Le 1,4-cyclohexanediméthanol est utilisé pour fabriquer des fibres de polyester, des appareils électriques en polyester, des résines de polyester insaturées, des vernis polyester, de la mousse de polyuréthane, ainsi que pour la production de lubrifiants et de fluides hydrauliques. |
| Les usages |
Une application importante du 1,4-bis (hydroxyméthyl)cyclohexane est la production de PET. Le CHDM est utilisé en petites quantités pour modifier les propriétés, par exemple pour augmenter la clarté, abaisser le point de fusion et diminuer le taux de cristallisation, élargissant ainsi la fenêtre de traitement du PET. Le processus de moulage peut être effectué à des températures plus basses, ce qui réduit la formation de sous-produits. Il est utilisé par exemple dans les revêtements automobiles, ferroviaires, bus, aérospatiaux et industriels en général. Le CHDM a une cristallinité élevée et donne des polyesters avec une température de transition vitreuse plus élevée que les glycols linéaires. Les polyesters cristallins pour les revêtements en poudre en profitent. Les polyesters insaturés pour les gelcoats, les plastiques renforcés de fibres de verre et les composés de moulage en feuilles sont d'autres utilisations pour lesquelles le CHDM offre une très bonne résistance à la corrosion. Les polycarbonates diols de CHDM sont utilisés dans les polyuréthanes hautes performances. Les acrylates de CHDM alcoxylé sont utilisés dans les revêtements durcissables par rayonnement conférant résistance et résilience. |
| Méthodes de production |
Le procédé commercialement important de production de CHDM est l'hydrogénation du téréphtalate de diméthyle (DMT) via l'hexahydrotéréphtalate de diméthyle (DMHT) dans une solution méthanolique ou à l'état fondu. L'usine d'hydrogénation se compose de deux réacteurs. Dans le premier réacteur, une circulation continue de produit DMHT et de DMT est maintenue. Le DMT fondu est pompé dans l'entrée de ce réacteur, qui fonctionne à 30 – 48 MPa et 160 – 180 degrés avec un catalyseur au Pd supporté dans le commerce. Le contrôle de la température est obtenu en opérant à des charges transversales suffisamment élevées du mélange d'env. 10 % en produit DMHT. Cela permet une dissipation radiale de la chaleur via les parois du réacteur et évite largement les pics de température élevés. L'effluent refroidi du réacteur, qui ne contient que des quantités mineures de DMT n'ayant pas réagi, est divisé : 8 à 10 parties sont recyclées via une pompe et un échangeur de chaleur vers l'entrée du réacteur. Les parties 1-2 restantes (la quantité exacte correspond à la quantité de DMT frais) sont introduites en continu dans le deuxième réacteur pour la cinquième hydrogénation catalysée par le Pd.
Un avantage de ce procédé est que le DMT peut être hydrogéné sous forme d'environ 100 ml. Aliment dilué à 10 % sans manipuler de grandes quantités de liquide. Le rendement en DMHT est généralement de 97 à 98 %, avec l'ester méthylique de l'acide méthyl 4-méthyl-4- cyclohexanecarboxylique et un peu d'1-hydroxyméthyl-4-méthylcyclohexane comme principaux sous-produits. Le 1,4-Bis(hydroxyméthyl)cyclohexane (CHDM) se forme lors de la deuxième étape de l'hydrogénation.
Les procédés industriels utilisent des catalyseurs commerciaux à base de chromite de cuivre. Les effets du catalyseur, du temps de séjour et de la température doivent être soigneusement ajustés afin d’obtenir un rapport cis/trans de 1/3 à 1/4 dans le produit CHDM. Un rapport isomère constant est important pour le traitement ultérieur du CHDM dans la formation du polyester, car les structures cristallines des polyesters de cis et de trans-CHDM diffèrent et influencent ainsi la plage de fusion et la densité des fibres de polyester.
En plus des produits secondaires de la première étape d'hydrogénation, du 4-méthyloxyméthylhy-droxyméthylcyclohexane et du bis(4-hydroxyméthylcyclohexyl)éther peuvent être formés dans la deuxième étape d'hydrogénation de l'ester. Le procédé Eastman évite la formation de composés à point d'ébullition élevé et évite ainsi une séparation fastidieuse des produits secondaires par fractionnement sous vide. Le diol est purifié en éliminant simplement le méthanol et les composés à bas point d’ébullition. Le CHDM de qualité de fibre obtenu par cette méthode est d'env. 99 % pur. Le CHDM pur peut également être obtenu en recyclant les déchets de poly(1,4-téréphtalate de cyclohexylène diméthylène) en clivant d'abord le polyester en présence d'alcools de faible masse moléculaire, puis en soumettant le mélange résultant à une hydrogénation analogue à celle décrite ci-dessus.
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| Application |
1,4-Le cyclohexanediméthanol est un précurseur des polyesters. C'est l'un des co-monomères les plus importants pour la production de polyéthylène téréphtalate (PET) ou d'ester de polyéthylène téréphtalique (PETE). Le 1,4-cyclohexanediméthanol a été utilisé dans la synthèse de copolymères polycétals. Il a été utilisé comme comonomère diol lors de la synthèse de polyester-carbonates à base de 1,3-propylène-co-1,4-succinate de cyclohexanediméthylène. |
| Préparation |
Dans la première étape, la cycloaddition formelle [3+1+2] catalysée par la proline du formaldéhyde, du crotonaldéhyde et de l'acrylate d'éthyle donne de l'éthyle 4-formylcyclohex-3-ènecarboxylate (composé 1) par une condensation domino de Mannich et Diels. –Procédé Aulne (D–A).
synthèse du 1,4-cyclohexanediméthanol (CHDM) et du CHDA à partir du composé 1. Les catalyseurs à base de Cu ont été largement utilisés pour l'hydrogénation d'esters en alcools. le composé 1 peut être hydrogéné en CHDM sur un catalyseur Cu/Zn/Al disponible dans le commerce. Dans les conditions de réaction optimisées (240 degrés, 4,0 MPa de H2, 12 h), un rendement élevé (84 %) de CHDM a été obtenu. Après avoir pris en compte le rendement optimisé du composé 1 (91 %) dans la première étape, le rendement global en CHDM à partir du formaldéhyde, du crotonaldéhyde et de l'acrylate d'éthyle a atteint 76 %. |
| Description générale |
1,4-Le cyclohexanediméthano est largement utilisé comme réactif de réticulation dans l'industrie des polymères. |
| Profil de réactivité |
1,4-Le cyclohexanediméthanol (CHDM) subit les réactions caractéristiques d'un diol à deux fonctions hydroxyles primaires. Contrairement aux réactions 1,2- et 1,3-diols du CHDM avec des aldéhydes ou des cétones n'entraînent pas la formation de produits hétérocycliques, tels que les 1,3-dioxolanes ou 1,{ {9}}dioxènes. |
| solubilité dans l'eau |
Sa solubilité à 20 degrés (g dans 100 g de solvant) dans le benzène est de 1,1, dans le trichlorométhane de 5,7, dans l'eau de 92,0 et dans le méthanol de 92,2. |
