У промисловості отримання капролактаму з бензолу вважається найбільш перспективним методом. Розглянемо детальніше особливості даного виробництва, а також основні характеристики одержуваного з’єднання.
Особливості синтезу
В технологічному ланцюжку є гідрування бензолу в циклоалкан (при платиновому або нікель-хромовом каталізаторі, температурі 220°С). Утворюється в процесі окислення циклогексан перетворюють в циклогексанон при 0,9-1,1 МПа, 140-160°С. Далі шляхом дегідрування на хромово-цинкових каталізаторах (в присутності лугу) його перетворюють у оксим. На останньому етапі циклогексанон оксим обробляють олеумом або концентрованою сірчаною кислотою, перетворюючи його в капролактам (температура синтезу – 60-120°С).
Особливості процесу
В якому процентному співвідношенні отримують описаним способом капролактам? По суті, вихід продукту становить 66-68 відсотків. Саме тому були розроблені інші технології виробництва. Зокрема, фотохімічний синтез, при якому за допомогою фотохімічного нитрозирования циклогексану в капролактам під впливом УФ опромінення виходить 86-88 %.
У хімічній промисловості капролактам виробляють і з толуолу, окислюючи його при 165°С (на платиновому каталізаторі), подальшому нитрозировании одержуваної циклогексан карбонової кислоти в капролактам-сирець.
Що являє собою отриманий одним із способів, перерахованих вище, капролактам? По суті, це тверда речовина, в якій є домішки. Спочатку його необхідно очистити від них з допомогою іонообмінних смол, потім перегнати. Побічним продуктом цього виробництва є сульфат амонію — цінне мінеральне добриво.
Твердий капролактам перевозять в паперових багатошарових мішках, а рідкий продукт транспортують у спеціальних цистернах з додатковим обігрівом. В даний час даний компонент отримують в основному з бензолу, фенолу, толуолу.
Основні властивості
Чим відрізняється капролактам? Властивості даного гетероциклічного сполуки заслуговують окремого розгляду. Це біла кристалічна речовина, що має гарну розчинність у воді, ефірі, спирті, бензолі. Нагрівання його в присутності амінів, спирту і води призводить до полімеризації капролактаму в поліамідну смолу. Саме ця речовина є основою для виготовлення полімеру. Отже, мономером для процесу виступає саме капролактам. Що це таке — полімеризація? Під цим терміном розуміють процес отримання з мономеру продукту — капрону.
Області застосування
Яке основне призначення розглянутого виробництва? Навіщо в хімічній промисловості отримують капролактам? Застосування його досить різноманітне. Він необхідний для поліамідних плівок, інженерних пластинок. У мінімальних обсягах застосовується у синтезі лізину і поліуретану. Чому так затребуваний капролактам? Що це таке? Дане органічне з’єднання застосовують у синтезі розчинників для фарб, а також при створенні синтетичної шкіри, пластифікаторів.
Споживання по галузях
В яких саме сучасних галузях необхідний капролактам? Що це таке – капрон? Дані питання розглядаються в рамках шкільного курсу органічної хімії. Існує попит на дану продукцію в автомобільній галузі. Але незважаючи на це, максимальні його обсяги йдуть на виготовлення поліамідних волокон і ниток, а також на виготовлення сучасних конструкційних пластмас (близько 60 % – на волокна і нитки, близько 34 % – на виготовлення конструкційних пластмас). Сировину, застосовують у створенні пакувальних матеріалів, різних виробів для сантехнічної сфери.
Поліамідні волокна потрібні для виготовлення текстилю, промислових ниток, килимових виробів. Саме цей товар стає все більш популярним на ринку полімерних матеріалів.
Важливі моменти
У виготовленні конструкційних пластиків затребувана і Паб смола. Вона є компонентом для виробництва елементів електричної та електронної техніки, а також автомобільних деталей. Орієнтована поліамідна плівка – це матеріал, який широко використовується в пакувальній галузі. При його виготовленні також застосовується капролактам.
Що це таке – лізин? Зупинимося на даному речовині трохи докладніше. Лізин – це амінокислота, яка необхідна людині для нормального функціонування організму. Недолік цієї речовини призводить до порушення імунної системи людини, що негативно позначається на здоров’ї організму в цілому. Хімічний синтез лізину з капролактаму шляхом декількох послідовних стадій – це технологія, яка дозволяє вирішувати проблему дефіциту цієї речовини. Застосування інноваційних технологій дає можливість прискорювати процес, знижувати її собівартість.
Підіб’ємо підсумки
Серед тих продуктів, які можна отримати з капролактаму, особливий інтерес представляють поліамідні волокна і смоли. До зокрема, максимальну поширення в даний час отримав і капрон. Цей полімер незамінний у багатьох промислових галузях. Застосовують його в машинобудуванні, хірургічної медицині, хімічному виробництві, приладобудуванні. Саме з капрону виготовляють якісні стропи для сучасних парашутів, канати, мотузки, різноманітні рибальські снасті, струни для музичних інструментів, одяг, іграшки.
Величезна кількість полімерних матеріалів, одержуваних з капролактаму, пояснюють затребуваність даного матеріалу на світовому ринку. Так, міцність капронових ниток в десять разів більше, ніж у шовку, в 50 разів перевершує віскозу. Для виробництва полімерів використовується тільки якісна сировина.
Саме тому особливу увагу в сучасній хімічній промисловості приділяють попередньому очищенню капролактаму від додаткових домішок (пилу, вологи). В іншому випадку важко розраховувати на отримання капрону бажаного якості.
За останнє десятиліття випуск пластичних мас і синтетично смол істотно збільшився. З’являються нові матеріали, створені на основі капролактаму. Зростає і потреба в даних сполуках в машинобудуванні, будівництві.
