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

Axit terephthalic là hợp chất hữu cơ có công thức hóa học là C6H4(COOH)2, ứng dụng phổ biến trong 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 đời sống hay không? Chúng ta cùng tìm hiểu thêm thông tin qua bài viết dưới đây nhé. 

1. Axit terephthalic là gì? 

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

Tên gọi danh pháp IUPAC: Axit benzen-1,4-đicacboxylic.

Các 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 tạo axit terephthalic

2. Lịch sử hình thành  Axit terephthalic

Axit terephthalic được phân lập lần đầu tiên từ nhựa thông bởi nhà hóa học người Pháp Amédée Cailliot (1805–1884) vào năm 1846. Sau Thế chiến thứ II, axit terephthalic trở nên cực kỳ quan trọng trong công nghiệp, được sản xuất bằng cách oxy hóa p-xylene bằng axit nitric 30-40%. Trong quá trình oxy hóa này, p-xylene được biến đổi 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-toluat (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 được thực hiện trong cùng một lò phản ứng, tối ưu hóa điều kiện phản ứng và sản xuất dimethyl terephthalate, một chất có thể thủy phân thành axit terephtalic.

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

3. Các tính chất đặc trưng của Axit terephtalic

Bột axit Terephtalic

4. Sản xuất/điều chế Axit terephthalic

4.1. Trong phòng thí nghiệm

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

Bước 1: Chuẩn bị vật liệu phản ứng

-Nguyên liệu: Paraxylen với công thức phân tử C8H10.

- Nguồn gốc: Paraxylen có thể lấy từ quá trình chuyển hóa gỗ, dầu hoặc xuất phát từ dầu mỏ.

Bước 2: Tiến hành oxi hóa Paraxylen

- Quá trình oxy hóa: Paraxylen được oxy hóa để chuyển thành Axit Terephthalic.

- Chất xúc tác: Quá trình này yêu cầu các chất xúc tác như Molybdenum (Mo) và Vanadi (V). Đây đều là các hợp chất của kim loại chuyển tiếp giúp tăng tốc độ và hiệu suất của phản ứng.

Bước 3: Tách chiết Axit Terephthalic thành phẩm

Sau khi oxy hóa, Axit Terephthalic cần được tách chiết để loại bỏ tạp chất. Có thể áp dụng phương pháp tách chiết ướt hoặc tách chiết rót để đạt được sản phẩm PTA tinh khiết.

4.2. Trong công nghiệp

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

- Oxi hóa khử p-xylen bằng quá trình oxi hóa không khí hoặc axit nitric với chất xúc tác muối Coban.

Điều chế axit Teraphthalic từ p-xylen 

- Phản ứng của Kali Phthalate hay Kali Benzoat với tác nhân xúc tác Carbon Dioxide hoặc Kẽm, Cadmium.

5. Những 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): Đến 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 sử dụng làm thuốc thử sắc ký trong lĩnh vực hóa chất. Các axit béo được tách ra và phản ứng với Polyethylene Glycol 200 để phân tích và áp dụng trong 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 cũng được sử dụng để sản xuất thuốc nhuộm và nhiều sản phẩm khác trong ngành công nghiệp hóa chất.

- Ngoài ra, PTA còn được sử dụng để sản xuất Polyethylene Terephthalate, Octanol công nghiệp và Dioctyl Terephthalate. Những chất này có tính chất cách điện và chịu nhiệt tốt, thích hợp cho việc sản xuất nhựa và bao bì sợi hóa học.

Axit Terephthalic là một 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 công nghiệp hóa chất hiện đại và mang lại nhiều lợi ích trong sản xuất và ứng dụng hàng ngày.

Hy vọng những kiến thức LabVIETCHEM chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn đọc hiểu hơn về loại hóa chất này và những ứng dụng của nó trong đời sống.