Axit terephthalic là gì? Kiến thức thú vị xung quanh nó

Chu Văn An

Axit terephthalic là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học C6H4(COOH)2, thường được sử dụng làm tiền chất cho polyester PET trong sản xuất quần áo và chai nhựa. Ngoài ra, axit terephthalic còn có ứng dụng nào khác trong cuộc sống? Hãy cùng tìm hiểu thêm thông tin qua bài viết dưới đây.

1. Axit terephthalic là gì?

Axit terephthalic là một hợp chất hữu cơ tồn tại ở dạng tinh thể hoặc bột màu trắng, có công thức hóa học C6H4(COOH)2. Tên thông thường xuất phát từ cây sản xuất nhựa Pistacia terebinthus và axit phthalic.

Tên danh pháp IUPAC: Axit Benzen-1,4-dicarboxylic.

Tên gọi khác: Axit terephthalic, axit para-Phthalic, TPA, PTA, BDC,…

Hóa chất này được dùng làm tiền chất cho polyester PET trong sản xuất quần áo và sản xuất nhựa PBT (polybutylene terephthalate).

Cấu trúc của axit terephthalic

2. Lịch sử hình thành axit terephthalic

Axit terephthalic lần đầu tiên được nhà hóa học người Pháp Amédée Cailliot (1805–1884) phân lập từ nhựa thông vào năm 1846. Sau Thế chiến thứ hai, axit terephthalic trở nên cực kỳ quan trọng trong công nghiệp, được sản xuất bằng cách oxy hóa p-xylene với 30-40% axit nitric. Trong quá trình oxy hóa này, p-xylene được chuyển thành axit p-toluic, một chất có khả năng chống lại quá trình oxy hóa tiếp theo trong không khí. Axit p-toluic sau đó được este hóa thành metyl p-toluate (CH₃C₆H₄CO₂CH₃), mở đường cho quá trình oxy hóa tiếp theo thành monomethyl terephthalate.

Trong quy trình Dynamit-Nobel, cả hai giai đoạn oxy hóa và este hóa đều được thực hiện trong cùng một lò phản ứng, tối ưu hóa các điều kiện phản ứng và tạo ra dimethyl terephthalate, một chất có thể thủy phân thành axit terephthalic.

Năm 1955, Mid-Century Corporation và ICI công bố quy trình sản xuất axit terephthalic trực tiếp từ axit p-toluic, sử dụng bromua làm chất xúc tác và không tách các chất trung gian, vẫn sử dụng không khí làm chất oxy hóa.

3. Tính chất đặc trưng của axit terephthalic

Bột axit terephthalic

4. Sản xuất/điều chế axit terephthalic

4.1. Trong phòng thí nghiệm

Điều chế Axit Terephthalic (PTA) từ Paraxylene là một quá trình phức tạp, đòi hỏi độ chính xác và kiểm soát chặt chẽ các điều kiện phản ứng. Dưới đây là các bước cụ thể của quá trình này:

Bước 1: Chuẩn bị vật liệu phản ứng

-Chất liệu: Paraxylene có công thức phân tử C8H10.

– Nguồn gốc: Paraxylene có thể thu được từ quá trình chuyển hóa gỗ, dầu hoặc có nguồn gốc từ dầu mỏ.

Bước 2: Tiến hành oxy hóa Paraxylene

– Oxy hóa: Paraxylene bị oxy hóa chuyển thành Axit Terephthalic.

– Chất xúc tác: Quá trình này cần có chất xúc tác là Molypden (Mo) và Vanadi (V). Đây đều là những hợp chất kim loại chuyển tiếp giúp tăng tốc độ và hiệu quả của phản ứng.

Bước 3: Chiết xuất Axit Terephthalic thành phẩm

Sau quá trình oxy hóa, Axit Terephthalic cần được chiết xuất để loại bỏ tạp chất. Phương pháp chiết ướt hoặc chiết rót có thể được áp dụng để thu được sản phẩm PTA nguyên chất.

4.2. Trong công nghiệp

Ở quy mô công nghiệp, axit terephthalic được điều chế bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm:

– Khử p-xylene bằng phương pháp oxy hóa không khí hoặc axit nitric với xúc tác muối Cobalt.

Điều chế axit Teraphthalic từ p-xylene

– Phản ứng của Kali Phthalate hoặc Kali Benzoat với chất xúc tác là Carbon Dioxide hoặc Kẽm, Cadmium.

5. Ứng dụng của axit terephthalic trong đời sống

Axit terephthalic (PTA) là một chất hữu cơ có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Dưới đây là một số ứng dụng chính của PTA:

– Sản xuất PET (Polyethylene Terephthalate): Có tới 90% PTA trên toàn thế giới được sử dụng để sản xuất PET. Tại Việt Nam, PTA được sử dụng chủ yếu trong sản xuất chai PET và sợi Polyester.

Axit terephthalic là nguyên liệu sản xuất PET

– Làm thuốc thử sắc ký: PTA được dùng làm thuốc thử sắc ký trong lĩnh vực hóa học. Các axit béo được tách ra và phản ứng với Polyethylene Glycol 200 để phân tích và ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau.

– Trong công nghiệp nhẹ và sản xuất sợi hóa học: Axit Terephthalic là nguyên liệu chính để sản xuất sợi Polyester, nhựa tổng hợp, sơn cách điện, nhựa và chất hóa dẻo. Nó còn được dùng để sản xuất thuốc nhuộm và nhiều sản phẩm khác trong ngành hóa chất.

– Ngoài ra, PTA còn được dùng để sản xuất Polyethylene Terephthalate, Octanol công nghiệp và Dioctyl Terephthalate. Các chất này có đặc tính cách nhiệt, chịu nhiệt tốt, thích hợp để sản xuất bao bì nhựa, sợi hóa học.

Axit terephthalic là thành phần quan trọng trong nhiều sản phẩm từ công nghiệp đến bao bì thực phẩm, chai nhựa và sợi tổng hợp. Đóng vai trò quan trọng trong ngành hóa chất hiện đại và mang lại nhiều lợi ích trong sản xuất và ứng dụng hàng ngày.

Hy vọng những kiến ​​thức LabTrường Chu Văn An chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về loại hóa chất này cũng như những ứng dụng của nó trong đời sống.