Tsükloheksaan on küllastunud tsükloalkaan, mis on ehitatud kuue{0}}liikmelise süsiniku ringist, mis kannab kaksteist vesinikuaatomit. Molekulaarne struktuur on stabiilne, ühend ei lahustu vees ja lahustub kergesti enamikes orgaanilistes lahustites. Tööstuslikult toodetakse tsükloheksaani peamiselt benseeni katalüütilise hüdrogeenimise teel, mis muudab selle sillaks benseeniahela ja nailonitööstuse vahel. Tehniliste plastide, sünteetiliste kiudude ja pinnakatete sektori jätkuva kasvuga on nõudlus tsükloheksaani järele pidevalt tõusnud.
Põhilised füüsikalised ja keemilised omadused
Normaaltemperatuuril ja -rõhul on tsükloheksaan madala viskoossusega ja üsna tugeva lenduvusega värvitu vedelik. Selle keemistemperatuur on umbes 81 C, sulamistemperatuur on umbes 6,5 C ja tihedus umbes 0,77 g/cm3, seega on see veest kergem. Mitte-polaarse lahustina ei segune see veega, kuid seguneb täielikult kõigis vahekordades orgaaniliste lahustitega, nagu etanool, dietüüleeter, atsetoon ja benseen.
Keemiliselt on tsükloheksaan suhteliselt stabiilne ega allu normaalsel temperatuuril kergesti liitumisreaktsioonidele. Spetsiifiliste katalüsaatorite ja kõrge -temperatuuri tingimustes osaleb see aga oksüdatsiooni- ja isomeerimisreaktsioonides ning tööstus kasutab täpselt seda oksüdatsioonikeemiat, et toota tsükloheksanooli ja tsükloheksanooni, millest seejärel sünteesitakse adipiinhape ja kaprolaktaam.
Põhipositsioon nailoni tootmisahelas
Tsükloheksaani kõige olulisem tööstuslik kasutusala on nailonahela lähteaine. Vedel-faasi katalüütilise oksüdatsiooni teel muudetakse tsükloheksaan esmalt tsükloheksanooli ja tsükloheksanooni seguks, mida kaubanduses tavaliselt nimetatakse KA õliks. Selle segu edasine oksüdeerimine annab adipiinhappe, samal ajal kui alternatiivne viis muudab tsükloheksanooni oksüdatsiooni ja ümberkorraldamisetapi kaudu kaprolaktaamiks.
Adipiinhape reageerib polükondensatsioonil heksametüleendiamiiniga, tekitades nailon 66, ja kaprolaktaam läbib rõngas-avamise polümerisatsiooni, et saada nailon 6. Neid kahte nailonmaterjali kasutatakse laialdaselt tekstiilkiududes, autoosades, tehnilistes plastides ja igapäevastes kaupades, nagu tõmblukud ja köied. Selle tee tõttu mõjutab stabiilne tsükloheksaani varu otseselt kogu nailonitööstuse töörütmi.
Laialdane kasutamine tööstusliku lahustina
Tsükloheksaanil on suurepärane lipofiilne iseloom ja see lahustab vaike, kummi, õlisid ja vahasid, mistõttu on see oluline tööstuslik lahusti. Pinnakate ja lakkide tootmisel kasutatakse seda lahjendi ja lahustina, mis reguleerib viskoossust ja tasanduskäitumist. Liimitööstuses lahustab see liimvaigud ja annab stabiilsed sideained. Elektroonikatööstuses kasutatakse tavaliselt tsükloheksaani õli ja saasteainete eemaldamiseks metallpindadelt, nii et järgnevad protsessid algaksid puhtalt aluspinnalt. Maitse- ja lõhnasektoris võib see toimida ekstraheerimislahustina eeterlike õlide komponentide eraldamiseks taimsest materjalist ning seda kasutatakse ka labori- ja kromatograafialahustina peenanalüüsi töös.
Rakendused kütuste ja{0}}tarbijatoodete töötlemise valdkonnas
Kütusevaldkonnas tõstavad väikesed tsükloheksaani lisandid bensiini oktaaniarvu ja põlemisefektiivsust ning parandavad üldist kütusetõhusust. Kuna keskkonnaeeskirjad on aga karmistunud, on bensiiniga segatud tsükloheksaani osakaal samm-sammult vähenenud. Materjalide töötlemisel on tsükloheksaan määrdeaine baasõlide segamiskomponent ja toimib kummisegudes pehmendava ainena, mis parandab kummitoodete paindlikkust.
Tsükloheksaan jõuab tarbija{0}}keemia- ja toiduainetööstuseni peamiselt kaudsel teel. Toidu lisaainete tootmisel toimib see teatud looduslike värvainete ja lõhna- ja maitseainete ekstraheerimis- ja rafineerimislahustina ning kosmeetikas kasutatakse seda õlide, näiteks nahaõlide ja juuksevahade valmistamiseks õlis -lahustuvate koostisosade lahustamise teel. Tsükloheksaani ei lisata kunagi otse valmistoidule ega kosmeetikatoodetele ning valmistooted vabastatakse alles pärast ranget lahusti-jääkide testimist.
Ohutu kasutamise ja ladustamise ettevaatusabinõud
Tsükloheksaan on tuleohtlik vedelik. Selle õhuga segatud aur võib põleda või plahvatada, kui see puutub kokku lahtise leegiga või staatilise laenguga, seega tuleb tootmisel, ladustamisel ja transportimisel järgida rangeid ohutusmeetmeid. Tööalad peavad olema varustatud plahvatuskindlate elektriseadmetega ja hästi ventileeritud ning kasutajad peaksid kandma antistaatilist tööriietust ja vastavat kaitsevarustust.
Tsükloheksaan on veeorganismidele mõnevõrra mürgine ja tööstuslik reovesi tuleb enne väljalaskmist nõutud standardi kohaselt puhastada. Säilitamiseks tuleks tsükloheksaani hoida jahedas, hästi ventileeritavas laos, mis on eemal süüteallikatest ja oksüdeerijatest; konteinerid peaksid jääma suletuks ning maandus- ja antistaatilised meetmed peaksid olema paigas. Hoiupaigaldise regulaarne ülevaatus on oluline kaitse lekkeõnnetuste eest.
Korduma kippuvad küsimused
Mis on tsükloheksaani CAS-number?Tsükloheksaanil on CAS-number 110-82-7 ja selle molekulvalem on C6H12. See on küllastunud tsükloalkaan, mis koosneb kuueliikmelisest süsinikutsüklist.
Kas tsükloheksaan lahustub vees?Ei. Tsükloheksaan on mitte-polaarne lahusti ja ei segune veega, kuid seguneb täielikult enamiku orgaaniliste lahustitega, nagu etanool, dietüüleeter, atsetoon ja benseen.
Mille tootmiseks kasutatakse peamiselt tsükloheksaani?Tsükloheksaan oksüdeeritakse peamiselt adipiinhappeks ja kaprolaktaamiks, mis on vastavalt nailon 66 ja nailon 6 kaks tuuma monomeeri toorainet.
Kas tsükloheksaan on ohtlik kemikaal?Jah. Tsükloheksaan on tuleohtlik vedelik, mille aurud võivad moodustada õhuga plahvatusohtlikke segusid, mistõttu seda tuleb hoida ja transportida vastavalt ohtlike keemianõuetele, ventilatsiooni, maandamise ja süütekontrolliga{1}}.
Kas tsükloheksaani kasutatakse otse tarbekaupades?Ei. Tsükloheksaani ei lisata otse valmiskosmeetika või toidu koostisosana; seda kasutatakse tootmise ajal ainult töötlemis- ja ekstraheerimislahustina ning valmistooted peavad enne vabastamist läbima lahusti{1}}jääkide testimise.
Mis vahe on tsükloheksaanil ja tsüklohekseenil?Tsükloheksaan on küllastunud tsükloalkaan, millel ei ole tsüklis kaksiksidet ja mis on keemiliselt stabiilne. Tsüklohekseen sisaldab ühte süsinik-süsinik kaksiksidet, on küllastumata süsivesinik ja on märgatavalt reageerivam.