nieuws

Titaan tetraisopropanolaat(Tetraisopropyltitanaat), CAS 546-68-9, is een belangrijke organotitaniumverbinding en wordt veel gebruikt in de industrie, materiaalkunde en andere vakgebieden. Laten we dit product eens nader bekijken.

Basisgegevens

Kernfysisch-chemische eigenschappen

Uiterlijk en staatBij kamertemperatuur is het een kleurloze tot lichtgele, transparante vloeistof met een scherpe geur (vergelijkbaar met alcoholen of ethers).

OplosbaarheidHet is gemakkelijk oplosbaar in organische oplosmiddelen en reageert heftig met water – het hydrolyseert snel tot een neerslag van titaandioxide (TiO₂) en isopropylalcohol ((CH₃)₂CHOH). Daarom moet het in een droge omgeving worden bewaard en gebruikt.

Kookpunt en smeltpuntHet kookpunt ligt rond de 220-224℃ (bij normale druk) en het smeltpunt rond de 14℃ (het kan stollen onder de 14℃ en weer smelten bij verhitting).

Stabiliteit: Het is gevoelig voor lucht, neemt gemakkelijk vocht uit de lucht op en ondergaat hydrolyse. Het kan bij hoge temperaturen ontbinden en irriterende gassen vrijgeven.

Belangrijkste toepassingen

De toepassing van titaniumtetraisopropanolaat is sterk afhankelijk van de drie kerneigenschappen: gemakkelijke hydrolyse tot titaniumdioxide, goede organische compatibiliteit en katalytische activiteit. Titaniumtetraisopropanolaat wordt veelvuldig gebruikt in diverse sectoren, zoals materiaalsynthese, industriële katalyse, coatings en lijmen. De specifieke toepassingsscenario's zijn als volgt:

I. Vakgebied materiaalsynthese: De kern als “voorloper van titaandioxide”

Dit is de belangrijkste toepassing van titaniumisopropox IDE. Door gebruik te maken van de hydrolysereactie kunnen titaniumdioxide (TiO₂) materialen met verschillende vormen en eigenschappen nauwkeurig worden bereid om aan uiteenlopende eisen te voldoen.

Bereiding van nanotitaandioxide

Titaan(IV)isopropoxidewordt opgelost in een organisch oplosmiddel via de "sol-gelmethode" en vervolgens langzaam gehydrolyseerd onder beheersbare omstandigheden (aanpassing van pH, temperatuur en hydrolysesnelheid) om een ​​uniforme "sol" te vormen. Na verder drogen en calcineren wordt nanogrootte titaandioxidepoeder of -film verkregen. Dit type nano-TiO₂ heeft een groot specifiek oppervlak en een uitstekende fotokatalytische activiteit en kan worden gebruikt voor:

Fotokatalytische materialen: behandeling van afvalwater (afbraak van organische verontreinigende stoffen), luchtzuivering (afbraak van formaldehyde en VOS);

Cosmetica met zonnebrandcrème: titaniumtetraisopropanolaat als fysisch zonnebrandmiddel (nano-tio₂ kan ultraviolette stralen reflecteren, heeft een hoge transparantie en wordt niet wit);

Opto-elektronische materialen: Titaantetraisopropanolaat voor de bereiding van de lichtabsorberende laag van zonnecellen en de functionele dunne film van lcd-schermen.

Functionele coatings van keramiek en glas

Titaan(IV)isopropoxide wordt gemengd met andere additieven (zoals silaan-koppelingsmiddelen) om een ​​coatingoplossing te vormen, die vervolgens op het oppervlak van keramiek en glas wordt gespoten of gedompeld. Na verhitting en uitharding vormt de TiO₂ die ontstaat door de hydrolyse van tetraisopropyltitanaat een transparante coating met een hoge hardheid, hoge temperatuurbestendigheid en slijtvastheid, die de volgende eigenschappen heeft:

Verbeter de vlekbestendigheid van keramisch serviesgoed en badkamerarmaturen (verminder de hechting van olievlekken);

Verbeter de krasbestendigheid van glas (zoals beschermglas voor mobiele telefoonschermen, autoruiten);

Voorzie glas van een "zelfreinigende" functie (door gebruik te maken van de fotokatalytische eigenschap van TiO₂ om oppervlaktestof en vlekken af ​​te breken).

Synthese van functionele materialen op basis van titanium

Als titaniumbron reageert het synergetisch met andere metaalzouten (zoals aluminiumzouten en zirkoniumzouten) om titanium-aluminiumcomposietoxiden, titanium-zirkonium vaste oplossingen en andere materialen te bereiden, die worden gebruikt in keramiek voor hoge temperaturen en als katalysatordragers (om de stabiliteit en het specifieke oppervlak van de dragers te vergroten).

II. Industriële katalyse: efficiënte katalytische organische reacties

Dankzij het coördinatievermogen van de lege d-orbitalen van het centrale titaniumatoom (Ti⁴⁺) is titanium IV-isopropox IDE cas 546-68-9 een uitstekende katalysator voor diverse organische reacties, met name geschikt voor situaties die een hoge selectiviteit en weinig nevenreacties vereisen:

Katalysatoren voor veresterings- en transesterificatiereacties

Bij de synthese van polyesterharsen (zoals PET en PBT) kan het vervangen van traditionele zure katalysatoren (zoals zwavelzuur) de veresteringsreactie tussen carbonzuren en alcoholen versnellen, de vorming van bijproducten (zoals dehydratatie van alcoholen) verminderen en is de katalysator gemakkelijk van de producten te scheiden, waardoor de zuiverheid van de hars verbetert.

Titaniumisopropoxide CAS 546-68-9Het katalyseert transesterificatiereacties (zoals de reactie van lagere esters met hogere alcoholen om hogere esters te vormen) bij de synthese van aroma's, geurstoffen en farmaceutische tussenproducten, waardoor de reactie-efficiëntie en de productopbrengst worden verbeterd.

Selectieve katalyse in organische synthese

Titaantetraisopropanolaat wordt, als kern van het "titaniumkatalytische systeem" (bijvoorbeeld in combinatie met tartraatesters), gebruikt in asymmetrische epoxidatiereacties (voor de synthese van chirale epoxiden, belangrijke farmaceutische tussenproducten);

Titaan(IV)isopropoxide katalyseert aldolcondensatiereacties en regelt nauwkeurig de structuur van het product, waardoor het geschikt is voor de fijnchemische industrie.

III. Coatings en lijmen: Verbetering van de interfaceprestaties van materialen

Door gebruik te maken van de "organisch-anorganische brug"-eigenschap (het ene uiteinde verbonden met anorganische materialen en het andere uiteinde verknoopt met organische materialen), kunnen de hechting en duurzaamheid van coatings en lijmen worden verbeterd:

Coatingsindustrie: verknopingsmiddelen en hechtingsbevorderaars

Door een kleine hoeveelheid tetraisopropyltitanaat toe te voegen aan acryl- en polyurethaancoatings, kan de isopropoxygroep reageren met de hydroxyl (-OH) en carboxyl (-COOH) groepen in de coating om een ​​dwarsverbonden structuur te vormen, waardoor de weerbestendigheid (UV-verouderingsbestendigheid), waterbestendigheid en hardheid van de coating worden verbeterd.

Primer voor metalen ondergronden zoals staal en aluminiumlegeringen, die de hechting van de coating aan het metaaloppervlak bevordert en afbladderen en roestvorming van de coating vermindert.

Lijmindustrie: Verbetering van de hechtsterkte

Titaantetraisopropanolaat wordt gebruikt als "koppelingsmiddel" in epoxyharslijmen en siliconenlijmen. Het ene uiteinde reageert met de hydroxylgroepen op het oppervlak van anorganische substraten zoals metalen en keramiek, en het andere uiteinde vormt dwarsverbindingen met de organische polymeerketens van de lijm. Dit verbetert de hechtsterkte en de vocht- en hittebestendigheid van lijmen op anorganische materialen aanzienlijk (bijvoorbeeld voor verpakkingen en het verlijmen van elektronische componenten).

IV. Overige bijzondere doeleinden

Metaaloppervlaktebehandeling

Titaantetraisopropanolaat wordt gebruikt voor oppervlaktepassivering van aluminium- en magnesiumlegeringen. De TiO₂ die ontstaat door de hydrolyse van tetraisopropyltitanaat vormt een samengestelde passiveringslaag met het oxide op het metaaloppervlak, waardoor de corrosiebestendigheid van het metaal wordt verbeterd (een alternatief voor de traditionele chromaatpassivering en een milieuvriendelijkere oplossing).

Bereiding van optische materialen

Door middel van "chemische dampafzetting (CVD)"-technologie wordt de damp van tetraisopropyltitanaat in de reactiekamer gebracht, waar deze op het oppervlak van het substraat (zoals kwartsglas) ontleedt tot TiO₂-films. Deze films worden gebruikt voor de vervaardiging van optische filters en antireflectiecoatings (voor het reguleren van de lichtdoorlaatbaarheid).

Textielindustrie: Functionele afwerkingsmiddelen

Titaan(IV)isopropoxideHet reageert met de hydroxylgroepen op het oppervlak van textielvezels en vormt een TiO₂-film op het vezeloppervlak, waardoor de stof antibacteriële eigenschappen krijgt (door het fotokatalytische bacteriedodende effect van TiO₂) en UV-bestendigheid (zoals bij zonwerende stoffen voor buiten).