โพรพิลีน: โครงสร้างทางเคมีคุณสมบัติและการใช้งาน - เคมี - 2025

โพรพิลีนหรือโพรพีที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศอยู่ใน สถานะเป็นก๊าซและชอบแอลคีนอื่น ๆ คือไม่มีสี มีกลิ่นคล้ายน้ำมัน แต่เข้มข้นน้อยกว่า มันมีโมเมนต์ไดโพลถึงแม้ว่ามันจะไม่มีพันธะขั้วที่แข็งแกร่ง แต่โมเลกุลของมันก็ไม่สมมาตร

นอกจากนี้โพรพิลีนยังเป็นไอโซเมอร์โครงสร้างของไซโคลโพรเพน (มีสูตรเคมีเหมือนกัน C ₃ H ₆ ) เกิดขึ้นในธรรมชาติอันเป็นผลมาจากกระบวนการของพืชและการหมัก มันถูกผลิตขึ้นเองในระหว่างการแปรรูปเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นน้ำมันก๊าซธรรมชาติและคาร์บอนในระดับที่น้อยกว่า

ในทำนองเดียวกันเอทิลีนและโพรพิลีนเป็นผลิตภัณฑ์จากการกลั่นปิโตรเลียมในกระบวนการแยกโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนขนาดใหญ่เพื่อสร้างไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็กที่มีความต้องการสูง

นอกจากนี้ยังสามารถรับโพรพิลีนได้โดยใช้วิธีการต่างๆ:

- ทำปฏิกิริยาเอทิลีนและบิวทีนแบบย้อนกลับได้โดยที่พันธะคู่ขาดและปรับรูปแบบใหม่เพื่อให้โพรพิลีน

- ผ่านกระบวนการ dehydrogenation (การสูญเสียไฮโดรเจน) ของโพรเพน

- เป็นส่วนหนึ่งของโครงการผลิตโอเลฟินจากเมทานอล (MTO) โพรพิลีนผลิตจากเมทานอล สิ่งนี้ถูกส่งผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ซึ่งส่งเสริมการคายน้ำและนำไปสู่การสร้างเอทิลีนและโพรพิลีน

3CH ₃ OH (เมทานอล) => CH ₃ CH = CH ₂ (โพรพิลีน) + 3H ₂ O (น้ำ)

โครงสร้างทางเคมี

ในภาพด้านบนคุณจะเห็นโครงสร้างทางเคมีของโพรพิลีนซึ่งมีความไม่สมมาตรโดดเด่น (ด้านขวาแตกต่างจากด้านซ้าย) โครงกระดูกคาร์บอนของมันซึ่งไม่รวมอะตอม H สามารถมองเห็นเป็นบูมเมอแรง

บูมเมอแรงนี้มีความไม่อิ่มตัวหรือพันธะคู่ที่ด้านใดด้านหนึ่ง (C ₁ ) ดังนั้นจึงแบนเนื่องจากการผสมพันธุ์ sp ²ของอะตอมของคาร์บอน

อย่างไรก็ตามอีกด้านหนึ่งถูกครอบครองโดยหมู่เมธิล (–CH ₃ ) ซึ่งการผสมพันธ์คือ sp ³และมีรูปทรงเรขาคณิตเตตระฮีดอล ดังนั้นเมื่อมองเห็นจากด้านหน้าบูมเมอแรงจึงแบนโดยมีอะตอม H ยื่นออกมาที่ประมาณ109.5º

ในขั้นตอนของก๊าซโมเลกุลจะมีปฏิสัมพันธ์กับผู้อื่นอย่างอ่อน ๆ โดยกองกำลังกระจายตัว ในทำนองเดียวกันปฏิสัมพันธ์ระหว่างพันธะคู่ (π-π) ของโมเลกุลโพรพิลีนสองโมเลกุลจะถูกป้องกันโดยกลุ่มเมธิล

สิ่งนี้ส่งผลให้กองกำลังระหว่างโมเลกุลลดลงซึ่งสะท้อนให้เห็นในคุณสมบัติทางกายภาพ โพรพิลีนที่อุณหภูมิต่ำมากเท่านั้นที่สามารถใช้โครงสร้างที่มั่นคงซึ่งบูมเมอแรงยังคงรวมกลุ่มกับปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ

คุณสมบัติ

เป็นก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นหอม มันถูกขนส่งในรูปของก๊าซเหลวและเมื่อมันหลุดออกจากภาชนะบรรจุมันจะอยู่ในรูปของก๊าซหรือของเหลว ที่ความเข้มข้นต่ำจะก่อให้เกิดส่วนผสมที่ระเบิดได้และไวไฟกับอากาศความหนาแน่นของโพรพิลีนจะมากกว่าอากาศ

น้ำหนักโมเลกุล

42.081 ก. / โมล

จุดเดือด

53.9ºFที่ 760mmHg

48 ºCถึง 760 mmHg

จุดหลอมเหลว

301.4 ºF

185 ºC

จุดวาบไฟ

162ºF

การละลาย

44.6 มล. / 100 มล. ในน้ำ

1,250 มล. / 100 มล. ในเอทานอล

524.5 มล. / 100 มล. ในกรดอะซิติก

การละลายแสดงเป็นมวล

200 มก. / ล. 25 .C

ความหนาแน่น

0.609 มก. / มล. ที่-52.6º F

0.5139 ที่20º C

ความหนาแน่นของไอ

1.46 ที่32ºF (เทียบกับอากาศที่ใช้อ้างอิง)

1.49 (อากาศ = 1)

1.91 กก. / ม. ³ที่ 273.15 ºK

ความดันไอ

1 mmHg ที่-205.4ºF

760 mmHg ที่-53.9ºF

8.69 × 10 ³ mmHg ที่ 25 ° C (ค่าประมาณ)

1,158 kPa ที่ 25 ºC

15.4 atm ที่ 37 ºC

Autoignition

851ºF

455ºC

ความหนืด

83.4 micropoise ที่ 16.7 ° C

ความร้อนจากการเผาไหม้

16,692 BTU / ปอนด์

10,940 แคล / ก

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

104.62 cal / g (ที่จุดเดือด)

แรงตึงผิว

16.7 dynes / cm ที่ 90 ° C

พอลิเมอไรเซชัน

พอลิเมอร์ที่อุณหภูมิสูงและแรงดันสูงต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา

จุดเยือกแข็ง

185.25 องศาเซลเซียส

เกณฑ์กลิ่น

10-50 มก. / ม. ³ (ตรวจพบ)

100 มก. / ม. ³ (การรับรู้)

การประยุกต์ใช้งาน

ใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเป็นเชื้อเพลิงและสารอัลคิเลต ในอุตสาหกรรมเคมีใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตและสังเคราะห์อนุพันธ์จำนวนมาก

ส่วนใหญ่มีประโยชน์ในการผลิตโพลีโพรพีลีนอะคริโลไนไตรล์ (ACN) โพรพิลีนออกไซด์ (PO) แอลกอฮอล์คิวมินและกรดอะคริลิก

โพลีโพรพีลีน

โพลีโพรพีลีนเป็นวัสดุพลาสติกหลักชนิดหนึ่งที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้าของใช้ในบ้านฝาขวดและกระเป๋าเดินทาง

วัสดุลามิเนตใช้ในการบรรจุขนมฉลากแผ่นคอมแพคดิสก์ ฯลฯ ในขณะที่เส้นใยทำจากโฟลเดอร์และเสื้อผ้า

อะคริโลไนไตรล์

พอลิเมอร์และเส้นใยอีลาสโตเมอร์มาจากอะคริโลไนไตรล์ เส้นใยเหล่านี้ใช้สำหรับการผลิตเสื้อผ้าในรูปแบบต่างๆเช่นเสื้อกันหนาวถุงเท้าและชุดกีฬา นอกจากนี้ยังใช้ในการตกแต่งบ้านโฟลเดอร์เบาะหมอนอิงและผ้าห่ม

OXID ของโพรพิลีน

โพรพิลีนออกไซด์มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โพลียูรีเทน ใช้ในการผลิตโฟมยืดหยุ่นและโฟมแข็ง โฟมยืดหยุ่นใช้เป็นสารตัวเติมในเฟอร์นิเจอร์ภายในบ้านและในอุตสาหกรรมยานยนต์

ในทางกลับกันโฟมแข็งส่วนใหญ่ใช้เป็นวัสดุฉนวนอาคาร

นอกจากนี้โพรพิลีนออกไซด์ยังใช้ในการผลิตโพรพิลีนไกลคอล สารประกอบนี้ใช้ในการผลิตเรซินโพลีเอสเตอร์ไม่อิ่มตัวและเป็นสารป้องกันการแข็งตัว

นอกจากนี้โพรพิลีนออกไซด์ยังใช้ในการผลิตโพรพิลีนไกลคอลอีเธอร์ อีเธอร์นี้ใช้ในการผลิตสีเสื้อผ้าหมึกเรซินและน้ำยาทำความสะอาด

สำหรับการสังเคราะห์แอลกอฮอล์และการใช้งานอื่น ๆ

โพรพิลีนช่วยให้ได้รับแอลกอฮอล์บางชนิดในหมู่ไอโซโพรพานอลใช้เป็นตัวทำละลายในเครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล นอกจากนี้ยังตอบสนองการทำงานของสารฆ่าเชื้อ

- ไอโซโพรพานอลเกี่ยวข้องกับการผลิตสีเรซินหมึกและเทปกาว นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมยา

- Oxo-alcohol2-ethylhexanol ใช้ในการผลิต phthalate, plasticizers, กาวและสี

- บิวทานอลใช้ในการผลิตสีสารเคลือบเรซินสียาและโพลีเมอร์

ในทางกลับกันคิวมินผลิตจากการรวมกันของโพรพิลีนและเบนซิน Cumene เป็นสารประกอบหลักในการผลิตฟีนอลและอะซิโตนซึ่งใช้ในผลิตภัณฑ์หลายประเภทเช่นโพลีคาร์บอเนตเรซินฟีนอลิกเรซินอีพ็อกซี่และเมทิลเมทาคริเลต

ในที่สุดกรดอะคริลิกซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์อื่นที่ได้จากโพรพิลีนถูกนำมาใช้ในการผลิตเอสเทอร์อะคริลิกและเรซินสำหรับสีเคลือบและกาว

อ้างอิง

1. มิชาลออสเมนดา. (26 ธันวาคม 2550). จุดไฟของฉัน . สืบค้นเมื่อ 23 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org
2. กลุ่มลินเด้ (2018) โพรพิลีน. สืบค้นเมื่อ 23 พฤษภาคม 2561 จาก: linde-gas.com
3. วิกิพีเดีย (2018) โพรพีน. สืบค้นเมื่อ 23 พฤษภาคม 2561 จาก: en.wikipedia.org
4. PubChem (2018) โพรพิลีน. สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Vesovic Velisa (7 กุมภาพันธ์ 2554). โพรพิลีน. สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: thermopedia.com
6. เจฟฟรีย์เอส. Plotkin (2559 8 สิงหาคม). Propylene Quandary สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: acs.org
7. ICIS (6 พฤศจิกายน 2560). การใช้โพรพิลีนและข้อมูลการตลาด สืบค้นเมื่อ 27 พฤษภาคม 2561 จาก: icis.com