1,3-пропандиол (PDO):

Химическая формула: C3H8O2

Название по ИЮПАК: Пропан-1,3-диол

Регистрационный номер CAS: 504-63-2

Молекулярная масса: 76,09 г/моль

1. Физические свойства

Внешний вид: Бесцветная, вязкая жидкость

Температура плавления: -32°C (-25,6°F)

Температура кипения: 214°C (417,2°F)

Плотность: 1,0597 г/см³ при 20°C

Растворимость: Смешивается с водой и многими органическими растворителями

2. Химические свойства

PDO - это диол, содержащий две гидроксильные группы.

Он может вступать в типичные реакции со спиртами, такие как этерификация и этерификация

PDO может использоваться в качестве мономера в реакциях полимеризации

3. Приложения

1) Производство полимеров

Политриметилентерефталат (ПТТ): 1,3-пропандиол является ключевым мономером в производстве ПТТ - полиэфира, применяемого в текстиле, коврах и упаковке. Волокна из ПТТ обладают превосходной прочностью, эластичностью и устойчивостью к окрашиванию.

Полиуретаны: Также используется в производстве полиуретанов, обеспечивая гибкость и прочность пенопластов, клеев и покрытий.

2) Косметика и личный уход

1,3-пропандиол служит увлажнителем, смягчающим средством и растворителем в различных косметических рецептурах. Он помогает сохранить влагу в средствах по уходу за кожей и улучшает впитываемость других ингредиентов.

Пищевая промышленность и производство напитков:

Он используется в качестве пищевой добавки и ароматизатора. Это соединение признано безопасным (GRAS) FDA и используется для улучшения текстуры и стабильности пищевых продуктов.

3) Фармацевтика

В фармацевтике 1,3-пропандиол используется в качестве растворителя и эксипиента в рецептуре лекарств, улучшая доставку и эффективность активных фармацевтических ингредиентов.

4) Промышленное применение

1,3-пропандиол используется в качестве антифриза и антиобледенителя благодаря своей низкой токсичности и эффективности при низких температурах. Он также используется в производстве чистящих средств, красок и покрытий.

4. Синтез и производство

1,3-пропандиол (ПДО) может быть синтезирован несколькими методами, включая традиционные химические процессы и биотехнологические подходы. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения эффективности, стоимости и воздействия на окружающую среду.

Гидратация акролеина

Гидратация акролеина - один из самых распространенных химических методов получения 1,3-пропандиола.

Шаг 1: Производство акролеина

Акролеин образуется в результате окисления пропилена. Пропилен, углеводород, получаемый при переработке нефти, вступает в реакцию с кислородом в присутствии катализатора, образуя акролеин.

CH2=CH-CH3+O2→CH2=CH-CHO+H2OCH2=CH-CH3+O2→CH 2=CH-CHO+H2O

Шаг 2: Гидрогенизация

Затем акролеин гидрируется с образованием 3-гидроксипропиональдегида (3-HPA). Этот этап включает в себя добавление газообразного водорода (H₂) в присутствии металлического катализатора, например, палладия или никеля.

CH2=CH-CHO+H2→CH2OH-CH2CHOCH2=CH-CHO+H2→CH2OH-CH 2CHO

Шаг 3: Гидратация

Наконец, 3-HPA гидрируют для получения 1,3-пропандиола. Для этого этапа обычно требуются кислые или основные условия, чтобы облегчить добавление воды (H₂O).

CH2OH-CH2CHO+H2O→CH2OH-CH2OH+H2OCH2OH-CH2CHO+H2O→CH2OH-CH2OH+H2O

5. Причина, по которой текстильная промышленность является столь перспективной

1. Ключевая роль в производстве политриметилентерефталата (ПТТ)

Одно из основных применений 1,3-пропандиола в текстильной промышленности - использование в качестве мономера при производстве политриметилентерефталата (ПТТ). ПТТ - это тип полиэфира, который обладает рядом свойств, необходимых для применения в текстильной промышленности:

Мягкость и комфорт: Волокна PTT более мягкие и комфортные по сравнению с другими полиэфирными волокнами. Это делает их идеальным материалом для одежды, включая одежду для активного отдыха и повседневную одежду.

Эластичность и растяжимость: PTT обладает отличной эластичностью, что обеспечивает хорошую растяжимость и восстановление. Это особенно полезно для таких областей применения, как спортивная одежда, чулочно-носочные изделия и другие виды одежды, где гибкость имеет решающее значение.

Долговечность: Волокна PTT обладают высокой прочностью, устойчивостью к истиранию и износу. Это обеспечивает долговечность текстиля, изготовленного из PTT, даже при частом использовании и стирке.

Устойчивость к пятнам: PTT демонстрирует превосходную устойчивость к пятнам по сравнению с традиционными полиэфирными волокнами, что облегчает чистку и уход.

Эстетичность: ПТТ легко окрашивается, что позволяет получить яркие цвета и высокую цветостойкость. Это повышает эстетическую привлекательность текстиля.

2. Устойчивость и экологические преимущества

Производство 1,3-пропандиола с помощью биотехнологических методов, таких как микробная ферментация возобновляемого сырья (например, глицерина), обладает значительными экологическими преимуществами:

Возобновляемое сырье: Использование возобновляемых ресурсов снижает зависимость от ископаемого топлива и уменьшает углеродный след, связанный с производством PDO.

Снижение выбросов парниковых газов: Биотехнологические методы производства обычно приводят к снижению выбросов парниковых газов по сравнению с традиционными нефтехимическими процессами.

Биоразлагаемость: Текстиль, изготовленный на основе биологически чистого ПТТ, способен разлагаться быстрее, чем обычный полиэстер, что способствует снижению воздействия на окружающую среду в конце жизненного цикла продукта.

3. Улучшенные рабочие характеристики

Волокна PTT, полученные из PDO, обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками, которые высоко ценятся в текстильной промышленности:

Управление влажностью: Волокна PTT способны отводить влагу от кожи, повышая комфорт и эффективность активной и спортивной одежды.

Теплоизоляция: Волокна PTT обеспечивают хорошую теплоизоляцию, что делает их подходящими для одежды как для теплой, так и для холодной погоды.

Устойчивость к морщинам: Текстиль PTT обладает свойственной ему устойчивостью к образованию складок, что снижает необходимость глажки и облегчает уход за одеждой.

4. Универсальность в применении

Универсальность волокон PDO и PTT распространяется не только на одежду, но и на другие текстильные изделия:

Текстиль для дома: Волокна PTT используются в коврах, обивке и драпировках благодаря своей долговечности, устойчивости к пятнам и эстетической привлекательности.

Промышленный текстиль: ПТТ используется в таких промышленных областях, как автомобильные ткани, геотекстиль и фильтрующие материалы, благодаря своей прочности и износостойкости.