Izoftalna kislina: opis, lastnosti, priprava in uporaba

Izoftalna kislina se pogosto uporablja pri proizvodnji barv in lakov. Barve, ki ga vsebujejo, imajo visoko Tehnične lastnosti. Glavni postopek, ki se uporablja v kemični industriji za proizvodnjo te snovi, je oksidacija m-ksilena v prisotnosti katalizatorjev.

Opis

Izoftalna kislina je organska spojina, ki spada v razred karboksilne kisline. V svoji sestavi ima dve karboksilni skupini -COOH, tj. je dikarboksilna kislina. Drugo ime te snovi je 1,3-benzoldikarboksilna kislina. Njegove soli in estri se imenujejo izoftalati.

v obliki trdega, ognjevzdržnega belega prahu.

Izoftalna kislina empirična formula: C₈H₆O₄. Strukturna formula te spojine je prikazana na spodnji sliki.

Lastnosti

Glavne lastnosti te snovi so naslednje:

• molekulska masa - 166,14;
• tališče 345-348 °C;
• Voluminozna gostota - 0,8 g/ml;
• temperatura plamenišča aerosola je 700 °C;
• Topnost: v vodi in vodnih alkalnih raztopinah - dobra, v hladnem CH₃COOH, metanolu, propanolu in nižjih alkoholih - slaba.

Izoftalna kislina ob stiku draži človeško kožo, zato pri delu Z njim je treba ravnati varno.

Medsebojno delovanje z drugimi spojinami:

• reagira z alkalijami in tvori soli;
• Pri segrevanju z alkoholi nastanejo estri;
• v reakciji s tionilkloridom, diklorohidridom ogljikove kisline in acetilkloridom pri segrevanju na 130 ^oC se izoftalna kislina pretvori v izoftalojl klorid;
• v ocetni kislini pri sobni temperaturi reducira z vodikom na C₆Н₁₀(UNOH)₂ (cis-heksahidroizoftalna kislina);
• nitriramo z dušikovo kislino pri 30 °C (dobimo 4- in 5-nitro derivate) in žveplamo z dimno žveplovo kislino pri 200 °C.

Proizvodnja izoftalne kisline

Ta spojina se sintetizira v kemični industriji z več metodami:

• Pri oksidativni reakciji metaksilena z zrakom, ki vključuje ocetno kislino. Postopek poteka pri 100-150 °C in 14-27 atmosferah. Kobaltove soli in acetaldehid se uporabljajo kot katalizatorji.
• Z oksidacijo metaksilena ali m-toluinske kisline, segrete na 200 °C, pri 40 atm. in v prisotnosti koncentrirane dušikove kisline.
• Pri oksidacijski reakciji C₁₂H₁₈ (1,3-diizopropilbenzen) z zrakom. Reakcijska temperatura 120-220 °C, katalizatorji - kobaltove in manganove soli.
• Pri odcepljanju karboksilne skupine trimelitne kisline v vodni raztopini natrijevega hidroksila. Reakcijska temperatura - 250 °C.

Dobljeni proizvod se prečisti s kristalizacijo iz ocetne kisline ali vodne raztopine etanola (v laboratoriju). Ker je proizvodnja C₈H₆O₄ proizvodnja poteka v korozivnem okolju, je industrijska oprema izdelana iz kemično odpornega materiala, npr. titana.

Aplikacije

Izoftalna kislina se uporablja v predvsem za proizvodnja premazov (poliuretanskih, prašnih, alkidnih) in poliestrskih smol. Drugi načini uporabe so proizvodnja materialov, kot so

• termoplastični polimeri;
• gelcoats - gelski dekorativni in zaščitni premazi
• poliestrske smole na vodni osnovi;
• poliestri za plastiko, ojačano s steklom;
• melaminski emajli, ki se sušijo v vročem stanju;
• proizvodnja plastenk in gume (kot komonomer).

Za premaze za lakiranje z izoftalno kislino so značilne visoke zmogljivosti:

• Dobra odpornost na vremenske vplive;
• trdota;
• odpornost na povišane temperature, visoka natezna trdnost;
• odpornost proti koroziji in kemikalijam;
• Odpornost na madeže.

Emajli se uporabljajo v naslednjih primerih industrijski sektorji:

• avtomobilska industrija;
• tiskanje;
• gradbeni materiali;
• proizvodnja pohištva;
• proizvodnja vrtne mehanizacije;
• proizvodnja prodajnih avtomatov in drugih.