Tabela 4. Zawartość glikolu etylenowego w azeotropach z różnymi rozpuszczalnikami
Rozpuszczalnik |
Temp. wrzenia rozpuszczalnika (•c) |
Temp. wrzenia azeotropu CO |
Zaw. glikolu etylenowego (% wag.) |
Glikol etylenowy |
197,4 |
- |
- |
Toluen |
110,6 |
110,2 |
2,3 |
Ksylen** |
140,0 |
135,0 |
15,0 |
Etylobenzen |
136,1 |
133,2 |
13,5 |
Kumen |
158,8 |
152,1 |
20,0 |
Heptan |
98,5 |
97,9 |
3,0 |
Oktan |
125,6 |
123,5 |
11,5 |
** mieszanina izomerów.
Spośród badanych rozpuszczalników azeotropujących stosowanych do usuwania glikolu etylenowego w reakcji transestryfikacji PET najodpowiedniejszymi okazały się węglowodory aromatyczne: ksylen (mieszanina izomerów orto, para i meta), etylobenzen i kumen. Tworzą one stosunkowo łatwo azeotropy bogate w glikol etylenowy, a w temperaturze pokojowej praktycznie go nie rozpuszczają. Ksylen jest stosowany od dawna jako czynnik usuwający wodę w procesach polikondensacji standardowych żywic alkidowych i został zaakceptowany w praktyce technologicznej. Ten wzgląd, a także niższa cena oraz trzykrotnie mniejsza toksyczność (obliczona z wartości LD50) w stosunku do kumenu zadecydowały o tym, że ksylen, a nie kumen tworzący bogatszy w glikol azeotrop, wybrano do dalszych badań.
Podobnie jak z wodą ksylen tworzy heteroazeotrop z glikolem etylenowym. Glikol mający większą gęstość tworzy, po skropleniu par, dolną warstwę, a ksylen górną zawracaną ponownie do reaktora.
Próbki pobrane z dolnej, zawierającej glikol etylenowy, warstwy skroplonej mieszaniny azeotropowej poddano badaniu metodą spektroskopii w podczerwieni. Widma w podczerwieni wykonano przy użyciu spektrometru IR z transformacją Fouriera typu FTS-165 firmy BIO-RAD w zakresie liczb falowych 4000-400 cm-1. Na rys. 1 przedstawiono widma próbek pobranych w trakcie syntez laboratoryjnych dwóch wybranych losowo żywic.
ll