تیتانیوم تترا ایزوپروپانول(تتراایزوپروپیل تیتانات)، CAS 546-68-9، یک ترکیب آلی تیتانیوم مهم است و به طور گسترده در صنایع، علوم مواد و سایر زمینهها مورد استفاده قرار میگیرد. حال بیایید نگاهی به این محصول بیندازیم.
اطلاعات اولیه
| پروژه | محتوا |
| نام چینی | 钛酸四异丙酯、四异丙氧基钛 |
| نام انگلیسی | تیتانیوم تتراایزوپروپانولات؛ تتراایزوپروپیل تیتانات؛ تیتانیومIV ایزوپروپوکسید؛ تیتانیوم(IV) ایزوپروپوکسید |
| شماره CAS | ۵۴۶-۶۸-۹ |
| MF | C12H28O4Ti |
| MW | ۲۸۴.۲۲ |
| ساختار مولکولی | اتم تیتانیوم مرکزی (Ti⁴⁺) از طریق پیوندهای کئوردیناسیونی به چهار گروه ایزوپروپوکسی (-OCH(CH₃)₂) متصل شده است و به دسته ترکیبات تیتانات تعلق دارد. |
خواص فیزیکوشیمیایی اصلی
ظاهر و وضعیت: در دمای اتاق، مایعی شفاف بیرنگ تا زرد کمرنگ با بوی تند (شبیه الکلها یا اترها) است.
حلالیتبه راحتی در حلالهای آلی حل میشود، به شدت با آب واکنش میدهد - به سرعت هیدرولیز میشود و رسوب دی اکسید تیتانیوم (TiO₂) و ایزوپروپیل الکل ((CH₃)₂CHOH) تشکیل میدهد، بنابراین باید در محیط خشک نگهداری و استفاده شود.
نقطه جوش و نقطه ذوبنقطه جوش تقریباً ۲۲۰-۲۲۴ درجه سانتیگراد (در فشار معمولی) و نقطه ذوب حدود ۱۴ درجه سانتیگراد است (ممکن است در دمای کمتر از ۱۴ درجه سانتیگراد جامد شود و با گرم شدن دوباره ذوب شود).
پایداری: به هوا حساس است، به راحتی رطوبت هوا را جذب کرده و هیدرولیز میشود. ممکن است در دماهای بالا تجزیه شده و گازهای تحریککننده آزاد کند.
کاربردهای اصلی
کاربرد تتراایزوپروپانولات تیتانیوم به شدت به سه ویژگی اصلی آن وابسته است: هیدرولیز آسان برای تشکیل دی اکسید تیتانیوم، سازگاری خوب با مواد آلی و فعالیت کاتالیزوری. تتراایزوپروپانولات تیتانیوم به طور گسترده در زمینههای مختلفی مانند سنتز مواد، کاتالیزورهای صنعتی، پوششها و چسبها استفاده میشود. سناریوهای کاربردی خاص به شرح زیر است.
I. زمینه سنتز مواد: هسته به عنوان "پیش ماده دی اکسید تیتانیوم"
این کاربرد اصلی titaniumiv Isopropox IDE است. با بهرهگیری از واکنش هیدرولیز آن، مواد دیاکسید تیتانیوم (TiO₂) با اشکال و خواص مختلف میتوانند دقیقاً برای برآورده کردن نیازهای متنوع آماده شوند.
تهیه نانو دی اکسید تیتانیوم
ایزوپروپوکسید تیتانیوم(IV)از طریق "روش سل-ژل" در یک حلال آلی حل میشود و سپس تحت شرایط قابل کنترل (تنظیم pH، دما و سرعت هیدرولیز) به آرامی هیدرولیز میشود تا یک "سل" یکنواخت تشکیل شود. پس از خشک شدن و کلسیناسیون بیشتر، پودر یا فیلم دی اکسید تیتانیوم در مقیاس نانو به دست میآید. این نوع نانو-تیو₂ دارای سطح ویژه بالا و فعالیت فوتوکاتالیستی عالی است و میتواند برای موارد زیر استفاده شود:
مواد فوتوکاتالیستی: تصفیه فاضلاب (تجزیه آلایندههای آلی)، تصفیه هوا (تجزیه فرمالدئید و VOCs)؛
لوازم آرایشی ضد آفتاب: تیتانیوم تتراایزوپروپانولات به عنوان یک عامل ضد آفتاب فیزیکی (نانو-تیو₂ میتواند اشعه ماوراء بنفش را منعکس کند، شفافیت بالایی دارد و سفید نمیشود)؛
مواد اپتوالکترونیکی: تتراایزوپروپانولات تیتانیوم برای تهیه لایه جاذب نور سلولهای خورشیدی و فیلم نازک کاربردی دستگاههای نمایشگر کریستال مایع.
پوششهای کاربردی سرامیکی و شیشهای
ایزوپروپوکسید تیتانیوم(IV) با افزودنیهای دیگر (مانند عوامل اتصال سیلان) ترکیب میشود تا یک محلول پوشش تشکیل دهد، که سپس روی سطح سرامیک و شیشه اسپری یا غوطهور میشود. پس از حرارت دادن و پخت، TiO₂ تولید شده توسط هیدرولیز تتراایزوپروپیل تیتانات، یک پوشش شفاف با سختی بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر سایش تشکیل میدهد که میتواند:
افزایش مقاومت در برابر لکه پذیری ظروف سرامیکی و وسایل حمام (کاهش چسبندگی لکه های روغنی)؛
افزایش مقاومت شیشه در برابر خراش (مانند شیشه محافظ صفحه نمایش تلفن همراه، شیشه خودرو)؛
به شیشهها قابلیت «خود تمیزشوندگی» میدهد (استفاده از خاصیت فوتوکاتالیستی TiO₂ برای تجزیه گرد و غبار و لکههای سطحی).
سنتز مواد کاربردی مبتنی بر تیتانیوم
به عنوان منبع تیتانیوم، این ماده به صورت همافزایی با سایر نمکهای فلزی (مانند نمکهای آلومینیوم و نمکهای زیرکونیوم) واکنش میدهد تا اکسیدهای کامپوزیت تیتانیوم-آلومینیوم، محلولهای جامد تیتانیوم-زیرکونیوم و سایر مواد را تهیه کند که در سرامیکهای دما بالا و حاملهای کاتالیزور (برای افزایش پایداری و سطح ویژه حاملها) استفاده میشوند.
دوم. حوزه کاتالیزوری صنعتی: واکنشهای آلی کاتالیزوری کارآمد
با تکیه بر توانایی هماهنگی اوربیتال خالی d اتم مرکزی تیتانیوم (Ti⁴⁺)، Titanium IV Isopropox IDE cas 546-68-9 یک کاتالیزور عالی برای انواع واکنشهای آلی است، به ویژه برای سناریوهایی که نیاز به گزینشپذیری بالا و واکنشهای جانبی کم دارند، مناسب است:
کاتالیزورها برای واکنشهای استریفیکاسیون و ترانس استریفیکاسیون
هنگام سنتز رزینهای پلیاستر (مانند PET و PBT)، جایگزینی کاتالیزورهای اسیدی سنتی (مانند اسید سولفوریک) میتواند واکنش استری شدن بین اسیدهای کربوکسیلیک و الکلها را تسریع کند، محصولات جانبی (مانند دهیدراتاسیون الکلها) را کاهش دهد و کاتالیزور به راحتی از محصولات جدا شود و در نتیجه خلوص رزین را بهبود بخشد.
تیتانیوم ایزوپروپوکسید CAS 546-68-9واکنشهای ترانساستریفیکاسیون (مانند واکنش استرهای پایینتر با الکلهای بالاتر برای تشکیل استرهای بالاتر) را در سنتز طعمها و عطرها و واسطههای دارویی کاتالیز میکند و راندمان واکنش و بازده محصول را افزایش میدهد.
کاتالیز انتخابی در سنتز آلی
تتراایزوپروپانولات تیتانیوم، به عنوان هسته «سیستم کاتالیزوری تیتانیوم» (مانند ترکیب با استرهای تارتارات)، در واکنشهای اپوکسیداسیون نامتقارن (برای سنتز اپوکسیدهای کایرال، واسطههای دارویی کلیدی) استفاده میشود.
ایزوپروپوکسید تیتانیوم (IV) واکنشهای تراکم آلدولی را کاتالیز میکند و ساختار محصول را به طور دقیق کنترل میکند و آن را برای صنایع شیمیایی مناسب میسازد.
III. حوزه پوششها و چسبها: بهبود عملکرد فصل مشترک مواد
با بهرهگیری از ویژگی «پل آلی-معدنی» آن (یک سر آن با مواد معدنی پیوند خورده و سر دیگر آن با مواد آلی پیوند عرضی یافته است)، چسبندگی و دوام پوششها و چسبها میتواند بهبود یابد:
صنعت پوششها: عوامل اتصال عرضی و بهبوددهندههای چسبندگی
با افزودن مقدار کمی تتراایزوپروپیل تیتانات به پوششهای اکریلیک و پوششهای پلییورتان، گروه ایزوپروپوکسی میتواند با گروههای هیدروکسیل (-OH) و کربوکسیل (-COOH) موجود در پوشش واکنش داده و یک ساختار شبکهای تشکیل دهد و در نتیجه مقاومت در برابر آب و هوا (مقاومت در برابر پیری UV)، مقاومت در برابر آب و سختی پوشش را افزایش دهد.
پرایمر برای زیرلایههای فلزی مانند فولاد و آلیاژ آلومینیوم، چسبندگی پوشش به سطح فلز را افزایش داده و پوسته شدن و زنگزدگی پوشش را کاهش میدهد.
صنعت چسب: افزایش استحکام باندینگ
تتراایزوپروپانولات تیتانیوم به عنوان "عامل اتصال" در چسبهای رزین اپوکسی و چسبهای سیلیکونی استفاده میشود. یک سر آن با گروههای هیدروکسیل روی سطح زیرلایههای معدنی مانند فلزات و سرامیکها واکنش میدهد و سر دیگر آن با زنجیرههای پلیمری آلی چسبها پیوند عرضی برقرار میکند. به طور قابل توجهی استحکام اتصال و مقاومت رطوبتی و حرارتی چسبها را به مواد معدنی (مانند بستهبندی و اتصال قطعات الکترونیکی) افزایش میدهد.
IV. سایر اهداف خاص
عملیات سطح فلز
تتراایزوپروپانولات تیتانیوم برای عملیات غیرفعالسازی سطحی آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم استفاده میشود. TiO₂ تولید شده توسط هیدرولیز تتراایزوپروپیل تیتانات، یک لایه غیرفعالسازی کامپوزیتی با اکسید روی سطح فلز تشکیل میدهد که مقاومت در برابر خوردگی فلز را افزایش میدهد (جایگزین غیرفعالسازی سنتی کرومات شده و سازگارتر با محیط زیست است).
تهیه مواد نوری
با استفاده از فناوری «رسوب شیمیایی بخار (CVD)، بخار تتراایزوپروپیل تیتانات وارد محفظه واکنش میشود، جایی که روی سطح زیرلایه (مانند شیشه کوارتز) تجزیه میشود تا لایههای TiO₂ تشکیل شود که برای تهیه فیلترهای نوری و پوششهای ضد انعکاس (برای تنظیم عبور نور) استفاده میشوند.
صنعت نساجی: عوامل تکمیل کننده کاربردی
ایزوپروپوکسید تیتانیوم(IV)با گروههای هیدروکسیل روی سطح الیاف نساجی واکنش میدهد تا یک لایه TiO₂ روی سطح الیاف تشکیل دهد و به پارچه خواص ضد باکتری (با استفاده از اثر باکتریکشی فوتوکاتالیستی TiO₂) و مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش (مانند پارچههای محافظ در برابر آفتاب در فضای باز) ببخشد.
زمان ارسال: ۱۸ سپتامبر ۲۰۲۵