Το κυκλοεξάνιο είναι ένα κορεσμένο κυκλοαλκάνιο κατασκευασμένο από εξαμελή δακτύλιο άνθρακα που φέρει δώδεκα άτομα υδρογόνου. Η μοριακή δομή είναι σταθερή, η ένωση είναι αδιάλυτη στο νερό και διαλύεται εύκολα στους περισσότερους οργανικούς διαλύτες. Βιομηχανικά, το κυκλοεξάνιο παράγεται κυρίως με την καταλυτική υδρογόνωση του βενζολίου, η οποία το καθιστά τη γέφυρα μεταξύ της αλυσίδας του βενζολίου και της βιομηχανίας νάιλον. Με τη συνεχή ανάπτυξη των πλαστικών μηχανικής, των συνθετικών ινών και του κλάδου των επιστρώσεων, η ζήτηση για κυκλοεξάνιο έχει διατηρήσει μια σταθερή ανοδική τάση.
Βασικές Φυσικές και Χημικές Ιδιότητες
Σε κανονική θερμοκρασία και πίεση το κυκλοεξάνιο είναι ένα άχρωμο υγρό με χαμηλό ιξώδες και αρκετά ισχυρή πτητικότητα. Το σημείο βρασμού του είναι περίπου 81 C, το σημείο τήξεώς του είναι περίπου 6,5 C και η πυκνότητά του είναι περίπου 0,77 g/cm3, επομένως είναι ελαφρύτερο από το νερό. Ως μη-πολικός διαλύτης είναι μη αναμίξιμος με το νερό αλλά πλήρως αναμίξιμος σε όλες τις αναλογίες με οργανικούς διαλύτες όπως αιθανόλη, διαιθυλαιθέρας, ακετόνη και βενζόλιο.
Χημικά, το κυκλοεξάνιο είναι σχετικά σταθερό και δεν υφίσταται εύκολα αντιδράσεις προσθήκης σε κανονική θερμοκρασία. Κάτω από συγκεκριμένους καταλύτες και συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, ωστόσο, συμμετέχει σε αντιδράσεις οξείδωσης και ισομερισμού και η βιομηχανία εκμεταλλεύεται ακριβώς αυτή τη χημεία οξείδωσης για να παράγει κυκλοεξανόλη και κυκλοεξανόνη, από τα οποία στη συνέχεια συντίθεται το αδιπικό οξύ και η καπρολακτάμη.
Βασική θέση στην αλυσίδα παραγωγής νάιλον
Η πιο σημαντική βιομηχανική χρήση του κυκλοεξανίου είναι ως πρώτη ύλη της νάιλον αλυσίδας. Μέσω της καταλυτικής οξείδωσης σε υγρή-φάση, το κυκλοεξάνιο μετατρέπεται αρχικά σε ένα μείγμα κυκλοεξανόλης και κυκλοεξανόνης, που συνήθως ονομάζεται λάδι ΚΑ στο εμπόριο. Περαιτέρω οξείδωση αυτού του μείγματος αποδίδει αδιπικό οξύ, ενώ η εναλλακτική οδός μετατρέπει την κυκλοεξανόνη μέσω οξίμωσης και ενός σταδίου αναδιάταξης σε καπρολακτάμη.
Το αδιπικό οξύ αντιδρά με την εξαμεθυλενοδιαμίνη σε μια πολυσυμπύκνωση για την παραγωγή νάιλον 66 και η καπρολακτάμη υφίσταται πολυμερισμό με δακτύλιο-για την παραγωγή νάιλον 6. Αυτά τα δύο νάιλον υλικά χρησιμοποιούνται εκτενώς σε υφαντικές ίνες, ανταλλακτικά αυτοκινήτων, πλαστικά μηχανικής και είδη φερμουάρ και είδη καθημερινής χρήσης. Λόγω αυτής της διαδρομής, η σταθερή παροχή κυκλοεξανίου επηρεάζει άμεσα τον ρυθμό λειτουργίας ολόκληρης της βιομηχανίας νάιλον.
Ευρεία χρήση ως βιομηχανικός διαλύτης
Το κυκλοεξάνιο έχει εξαιρετικό λιπόφιλο χαρακτήρα και διαλύει ρητίνες, καουτσούκ, λάδια και κεριά, γεγονός που το καθιστά σημαντικό βιομηχανικό διαλύτη. Στην παραγωγή επικαλύψεων και βερνικιών χρησιμοποιείται ως αραιωτικό και διαλύτης που προσαρμόζει το ιξώδες και τη συμπεριφορά ισοπέδωσης. Στη συγκολλητική βιομηχανία διαλύει τις συγκολλητικές ρητίνες και δίνει προϊόντα σταθερής συγκόλλησης. Στην κατασκευή ηλεκτρονικών ειδών, το κυκλοεξάνιο χρησιμοποιείται συνήθως για την αφαίρεση λαδιού και ρύπων από μεταλλικές επιφάνειες, έτσι ώστε οι κατάντη διεργασίες να ξεκινούν από ένα καθαρό υπόστρωμα. Στον τομέα της γεύσης και των αρωμάτων μπορεί να λειτουργήσει ως διαλύτης εκχύλισης για την ανάκτηση συστατικών αιθέριων ελαίων από φυτικό υλικό και χρησιμοποιείται επίσης ως διαλύτης εργαστηρίου και χρωματογραφίας για λεπτές αναλυτικές εργασίες.
Εφαρμογές σε Καύσιμα και Επεξεργασία Καταναλωτών-Προϊόντων
Στον τομέα του καυσίμου, μικρές προσθήκες κυκλοεξανίου αυξάνουν τον αριθμό οκτανίων και την απόδοση καύσης της βενζίνης και βελτιώνουν τη συνολική απόδοση του καυσίμου. Επειδή οι περιβαλλοντικοί κανονισμοί έχουν γίνει αυστηρότεροι, ωστόσο, το μερίδιο του κυκλοεξανίου που αναμιγνύεται στη βενζίνη μειώνεται σταδιακά. Στην επεξεργασία υλικών, το κυκλοεξάνιο είναι ένα συστατικό ανάμειξης λιπαντικών βασικών ελαίων και δρα ως μαλακτικός παράγοντας στη σύνθεση του καουτσούκ που βελτιώνει την ευκαμψία των προϊόντων από καουτσούκ.
Το κυκλοεξάνιο φτάνει στην καταναλωτική-χημική βιομηχανία και τη βιομηχανία τροφίμων κυρίως με έμμεσο τρόπο. Στην παραγωγή προσθέτων τροφίμων χρησιμεύει ως διαλύτης εκχύλισης και εξευγενισμού για ορισμένες φυσικές χρωστικές και αρωματικές ύλες και στα καλλυντικά χρησιμοποιείται για την παρασκευή ελαιωδών προϊόντων, όπως έλαια δέρματος και κεριά για τα μαλλιά, διαλύοντας ελαιόλα-διαλυτά συστατικά. Το κυκλοεξάνιο δεν προστίθεται ποτέ απευθείας σε τελικά τρόφιμα ή καλλυντικά προϊόντα και τα τελικά προϊόντα απελευθερώνονται μόνο μετά από αυστηρή δοκιμή υπολειμμάτων διαλύτη-.
Προφυλάξεις για ασφαλή χρήση και αποθήκευση
Το κυκλοεξάνιο είναι ένα εύφλεκτο υγρό. Ο ατμός του αναμεμειγμένος με τον αέρα μπορεί να καεί ή να εκραγεί όταν συναντήσει ανοιχτή φλόγα ή στατική εκκένωση, επομένως η παραγωγή, η αποθήκευση και η μεταφορά πρέπει να ακολουθούν αυστηρά μέτρα ασφαλείας. Οι χώροι εργασίας θα πρέπει να είναι εξοπλισμένοι με αντιεκρηκτικό ηλεκτρικό εξοπλισμό και να διατηρούνται καλά αεριζόμενοι, ενώ οι χειριστές θα πρέπει να φορούν αντιστατικό ρουχισμό εργασίας και τον αντίστοιχο προστατευτικό εξοπλισμό.
Το κυκλοεξάνιο είναι κάπως τοξικό για τους υδρόβιους οργανισμούς και τα βιομηχανικά λύματα πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία με τα απαιτούμενα πρότυπα πριν από την απόρριψη. Για αποθήκευση, το κυκλοεξάνιο πρέπει να φυλάσσεται σε δροσερή, καλά αεριζόμενη αποθήκη, μακριά από πηγές ανάφλεξης και οξειδωτικά. Τα δοχεία πρέπει να παραμένουν σφραγισμένα και να υπάρχουν μέτρα γείωσης και αντιστατικά μέτρα. Η τακτική επιθεώρηση της εγκατάστασης αποθήκευσης είναι μια σημαντική ασφάλεια έναντι ατυχημάτων διαρροής.
Συχνές Ερωτήσεις
Ποιος είναι ο αριθμός CAS του κυκλοεξανίου;Το κυκλοεξάνιο έχει τον αριθμό CAS 110-82-7 και τον μοριακό τύπο C6H12. Είναι ένα κορεσμένο κυκλοαλκάνιο που αποτελείται από έναν εξαμελή δακτύλιο άνθρακα.
Είναι το κυκλοεξάνιο διαλυτό στο νερό;Όχι. Το κυκλοεξάνιο είναι ένας μη-πολικός διαλύτης και δεν αναμιγνύεται με το νερό, αλλά είναι πλήρως αναμίξιμο με τους περισσότερους οργανικούς διαλύτες όπως η αιθανόλη, ο διαιθυλαιθέρας, η ακετόνη και το βενζόλιο.
Τι χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή του κυκλοεξανίου;Το κυκλοεξάνιο οξειδώνεται κυρίως σε αδιπικό οξύ και καπρολακτάμη, τις δύο βασικές πρώτες ύλες μονομερών για το νάιλον 66 και το νάιλον 6 αντίστοιχα.
Είναι το κυκλοεξάνιο επικίνδυνη χημική ουσία;Ναί. Το κυκλοεξάνιο είναι ένα εύφλεκτο υγρό του οποίου ο ατμός μπορεί να σχηματίσει εκρηκτικά μείγματα με τον αέρα, επομένως πρέπει να αποθηκεύεται και να μεταφέρεται σύμφωνα με τους επικίνδυνους-χημικούς κανονισμούς με έλεγχο εξαερισμού, γείωσης και ανάφλεξης.
Το κυκλοεξάνιο χρησιμοποιείται απευθείας σε καταναλωτικά προϊόντα;Όχι. Το κυκλοεξάνιο δεν προστίθεται απευθείας ως συστατικό σε τελικά καλλυντικά ή τρόφιμα. χρησιμοποιείται μόνο ως διαλύτης επεξεργασίας και εκχύλισης κατά την κατασκευή και τα τελικά προϊόντα πρέπει να περάσουν από δοκιμή υπολειμμάτων διαλύτη- πριν από την απελευθέρωση.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κυκλοεξανίου και κυκλοεξενίου;Το κυκλοεξάνιο είναι ένα κορεσμένο κυκλοαλκάνιο χωρίς διπλό δεσμό στον δακτύλιο και είναι χημικά σταθερό. Το κυκλοεξένιο περιέχει έναν άνθρακα-διπλό δεσμό άνθρακα, είναι ένας ακόρεστος υδρογονάνθρακας και είναι αισθητά πιο αντιδραστικό.