Արդյունաբերության մեջ բենզոլից կապրոլակտամ ստանալը համարվում է ամենահեռանկարային մեթոդը։ Եկեք ավելի մանրամասն քննարկենք այս արտադրության առանձնահատկությունները, ինչպես նաև ստացված միացության հիմնական բնութագրերը:
Սինթեզի առանձնահատկություններ
Տեխնոլոգիական շղթայում կա բենզոլի հիդրոգենացում ցիկլոալկանի (պլատինե կամ նիկել-քրոմ կատալիզատորով, ջերմաստիճանը 220°C): Օքսիդացման ընթացքում առաջացած ցիկլոհեքսանը վերածվում է ցիկլոհեքսանոնի 0,9-1,1 ՄՊա, 140-160°C ջերմաստիճանում։ Այնուհետև, քրոմ-ցինկ կատալիզատորների վրա ջրազրկելով (ալկալիի առկայությամբ) այն վերածվում է օքսիմի։ Վերջին փուլում ցիկլոհեքսանոնօքսիմը մշակվում է օլեումով կամ խտացված ծծմբաթթվով, այն վերածում կապրոլակտամի (սինթեզի ջերմաստիճանը՝ 60-120 °C):
Գործընթացի առանձնահատկությունները
Քանի՞ տոկոսով է ստացվում կապրոլակտամը նկարագրված մեթոդով: Իրականում,արտադրանքի եկամտաբերությունը 66-68 տոկոս է։ Այդ իսկ պատճառով մշակվել են արտադրության այլ տեխնոլոգիաներ։ Մասնավորապես, ֆոտոքիմիական սինթեզը, որի ժամանակ 86-88%-ը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցությամբ արտազատվում է ցիկլոհեքսանի ֆոտոքիմիական նիտրոզացման արդյունքում դեպի կապրոլակտամ։
Քիմիական արդյունաբերության մեջ կապրոլակտամը նույնպես արտադրվում է տոլուոլից՝ օքսիդացնելով այն 165°C ջերմաստիճանում (պլատինի կատալիզատորի վրա), որին հաջորդում է ստացված կարբոքսիլաթթվի ցիկլոհեքսանի նիտրոզացումը՝ դառնալով չմշակված կապրոլակտամ:
:
Ի՞նչ է կապրոլակտամը ստացվում վերը թվարկված մեթոդներից մեկով: Իրականում դա պինդ նյութ է, որի մեջ կան կեղտեր։ Սկզբում այն պետք է մաքրվի դրանցից՝ օգտագործելով իոնափոխանակման խեժեր, ապա թորվի: Այս արտադրության կողմնակի արտադրանքը ամոնիումի սուլֆատն է՝ արժեքավոր հանքային պարարտանյութ:
Պինդ կապրոլակտամը տեղափոխվում է թղթե բազմաշերտ պարկերով, իսկ հեղուկ արտադրանքը տեղափոխվում է հատուկ տանկերով՝ լրացուցիչ ջեռուցմամբ։ Ներկայումս այս բաղադրիչը ստացվում է հիմնականում բենզոլից, ֆենոլից, տոլուոլից։
Հիմնական հատկանիշներ
Ինչո՞վ է տարբերվում կապրոլակտամը: Այս հետերոցիկլիկ միացության հատկությունները արժանի են առանձին քննարկման: Սպիտակ բյուրեղային նյութ է՝ լավ լուծելիությամբ ջրում, եթերում, սպիրտում, բենզոլում։ Ամինների, ալկոհոլի և ջրի առկայության դեպքում այն տաքացնելը հանգեցնում է կապրոլակտամի պոլիմերացմանը պոլիամիդային խեժի։ Հենց այս նյութն էլ հիմք է հանդիսանում պոլիմերի արտադրության համար։ Այսպիսով, դա կապրոլակտամն է, որը գործում է որպես մոնոմեր գործընթացի համար:Ի՞նչ է պոլիմերացումը: Այս տերմինը նշանակում է մոնոմերից արտադրանք՝ կապրոն ստանալու գործընթացը։
Դիմումներ
Ո՞րն է խնդրո առարկա արտադրության հիմնական նպատակը: Ինչու է կապրոլակտամը արտադրվում քիմիական արդյունաբերության մեջ: Դրա կիրառումը բավականին բազմազան է. Անհրաժեշտ է պոլիամիդային թաղանթների, ինժեներական թիթեղների համար։ Նվազագույն ծավալներով այն օգտագործվում է լիզինի և պոլիուրեթանի սինթեզում։ Ինչու է կապրոլակտամն այդքան տարածված: Ինչ է դա? Այս օրգանական միացությունն օգտագործվում է ներկերի համար լուծիչների սինթեզի, ինչպես նաև սինթետիկ կաշվի, պլաստիկացնող նյութերի ստեղծման մեջ։
Սպառումն ըստ արդյունաբերության
Ո՞ր ժամանակակից արդյունաբերություններում է անհրաժեշտ կապրոլակտամը: Ի՞նչ է դա - կապրոն: Այս հարցերը դիտարկվում են օրգանական քիմիայի դպրոցական դասընթացի շրջանակներում։ Այս ապրանքների պահանջարկը կա ավտոմոբիլային արդյունաբերությունում։ Բայց չնայած դրան, դրա առավելագույն ծավալներն օգտագործվում են պոլիամիդային մանրաթելերի և թելերի, ինչպես նաև ժամանակակից ինժեներական պլաստմասսաների արտադրության համար (մոտ 60% -ը` մանրաթելերի և թելերի համար, մոտ 34% -ը` ինժեներական պլաստմասսաների արտադրության համար): Մնացած հումքն օգտագործվում է փաթեթավորման նյութերի, սանիտարական ոլորտի տարբեր ապրանքների ստեղծման համար։
Պոլիամիդային մանրաթելեր անհրաժեշտ են գործվածքների, արդյունաբերական մանվածքների, գորգերի արտադրության համար: Հենց այս ապրանքն է ավելի ու ավելի տարածված դառնում պոլիմերային նյութերի շուկայում:
Կարևոր միավոր
Փաբի խեժը պահանջարկ ունի նաև ինժեներական պլաստմասսաների արտադրության մեջ: Նա բաղադրիչ էէլեկտրական և էլեկտրոնային սարքավորումների տարրերի, ինչպես նաև ավտոմոբիլային մասերի արտադրության համար։ Կողմնորոշված պոլիամիդային ֆիլմը նյութ է, որը լայնորեն օգտագործվում է փաթեթավորման արդյունաբերության մեջ: Կապրոլակտամը նույնպես օգտագործվում է դրա արտադրության մեջ։
Ի՞նչ է լիզինը: Եկեք մի փոքր ավելի մանրամասն անդրադառնանք այս նյութին: Լիզինը ամինաթթու է, որն անհրաժեշտ է մարդուն օրգանիզմի բնականոն գործունեության համար: Այս նյութի բացակայությունը հանգեցնում է մարդու իմունային համակարգի խախտման, ինչը բացասաբար է անդրադառնում ամբողջ օրգանիզմի առողջության վրա։ Կապրոլակտամից լիզինի քիմիական սինթեզը մի քանի հաջորդական փուլերով տեխնոլոգիա է, որը թույլ է տալիս լուծել այս նյութի անբավարարության խնդիրը։ Նորարարական տեխնոլոգիաների կիրառումը հնարավորություն է տալիս արագացնել գործընթացը և նվազեցնել դրա արժեքը։
Ամփոփել
Այն ապրանքների թվում, որոնք կարելի է ձեռք բերել կապրոլակտամից, առանձնահատուկ հետաքրքրություն են ներկայացնում պոլիամիդային մանրաթելերը և խեժերը: Մասնավորապես, ներկայումս առավելագույն տարածվածություն է ստացել նաև կապրոնը։ Այս պոլիմերն անփոխարինելի է շատ արդյունաբերական ոլորտներում: Կիրառվում է մեքենաշինության, վիրաբուժական բժշկության, քիմիական արտադրության, գործիքաշինության մեջ։ Հենց նեյլոնից են պատրաստվում ժամանակակից պարաշյուտների, պարանների, պարանների, ձկնորսական տարբեր պարագաների, երաժշտական գործիքների, հագուստի, խաղալիքների համար նախատեսված բարձրորակ գծեր։
Կապրոլակտամից ստացված հսկայական քանակությամբ պոլիմերային նյութերը բացատրում են այս նյութի պահանջարկը համաշխարհային շուկայում։ Այո, ուժկապրոնի թելերը տասն անգամ ավելի շատ են, քան մետաքսը, 50 անգամ ավելի, քան վիսկոզան: Պոլիմերների արտադրության համար օգտագործվում է միայն բարձրորակ հումք։
Այդ պատճառով ժամանակակից քիմիական արդյունաբերության մեջ հատուկ ուշադրություն է դարձվում կապրոլակտամի նախնական մաքրմանը լրացուցիչ կեղտից (փոշուց, խոնավությունից): Հակառակ դեպքում դժվար է հույս դնել ցանկալի որակի կապրոն ստանալու վրա։
Վերջին տասնամյակի ընթացքում պլաստմասսաների և սինթետիկ խեժերի արտադրությունը զգալիորեն աճել է: Կան նոր նյութեր, որոնք ստեղծվել են կապրոլակտամի հիման վրա։ Այս միացությունների պահանջարկը նույնպես աճում է մեքենաշինության և շինարարության մեջ։
