Triisobutilalluminio CAS 100-99-2

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Triisobutilalluminioè un composto organico che appare come un liquido incolore e può avere un forte odore di muffa o irritante. È solubile in benzene e ha proprietà chimiche attive con elevata reattività. È sensibile all'aria e all'umidità e può fumare e autoinfiammarsi a contatto con l'aria. A contatto con acqua, acidi, alcol, ammoniaca, ecc., subisce idrolisi, alcolisi, idrolisi acida e rilascia una grande quantità di calore e isobutano. Quando la reazione è grave, potrebbe esplodere. Può essere utilizzato come catalizzatore di polimerizzazione per gomma butadiene, resine sintetiche, fibre sintetiche e polimeri olefinici, nonché come intermedio per composti metallici organici. Viene utilizzato anche come materia prima ad alta-energia e come agente riducente per i sistemi di accensione dei motori a reazione. Viene generalmente sintetizzato facendo reagire polvere di alluminio attivata con isobutene e idrogeno ad alta temperatura e alta pressione (come 110, 120 gradi e 56 MPa).

Ulteriori informazioni sul composto chimico:

Triisobutilalluminio(TIBA) è un importante composto metallico organico con la formula chimica C₁₂H₂₇Al. È un liquido trasparente incolore a temperatura ambiente e presenta proprietà di auto-accensione e forte reattività. Le sue applicazioni principali ruotano attorno alla catalisi polimerica, alla sintesi organica e ai materiali ad alta-energia. Di seguito vengono elaborati i suoi usi specifici da diverse prospettive.

Catalisi di polimerizzazione: il catalizzatore principale per la polimerizzazione delle olefine

 

L'applicazione più diffusa del TIBA è come co-catalizzatore nelle reazioni di polimerizzazione Ziegler-Natta, giocando un ruolo cruciale soprattutto nella polimerizzazione delle olefine (come etilene e propilene). Il sistema catalitico Ziegler-Natta è costituito da composti di metalli di transizione (come cloruri di titanio e zirconio) e ausiliari di metalli organici (come TIBA). Il primo fornisce il centro attivo, mentre il secondo rimuove le impurità (come acqua e ossigeno) e regola la distribuzione del centro attivo, migliorando significativamente l'efficienza catalitica.

Produzione di polietilene

Nei processi di polietilene ad alta-pressione o bassa-pressione, TIBA funge da assistente catalizzatore per ottimizzare l'attività del catalizzatore e controllare la distribuzione del peso molecolare del polimero, producendo così prodotti in polietilene di diverse densità (come polietilene ad alta-densità (HDPE), polietilene lineare a bassa-densità (LLDPE)). Ad esempio, nel processo del polietilene in fase gas-, l'aggiunta di TIBA può ridurre l'avvelenamento del catalizzatore, migliorare la stabilità della reazione e aumentare l'efficienza produttiva del 10%-15%.

Polipropilene e altri polimeri olefinici

Il TIBA viene utilizzato anche nella sintesi del polipropilene, regolando la stereoselettività del catalizzatore, controllando l'isotatticità del polipropilene (ovvero la disposizione regolare delle catene molecolari), producendo così materiali in polipropilene con elevata resistenza al fuso ed elevata trasparenza, ampiamente utilizzati negli imballaggi, nelle fibre e nelle parti automobilistiche. Inoltre, il TIBA può essere utilizzato anche per sintetizzare altri copolimeri -olefinici, come il copolimero di etilene-propilene (EPDM), che ha eccellente resistenza agli agenti atmosferici ed elasticità ed è spesso utilizzato nei materiali sigillanti e nei pneumatici automobilistici.

Industria della gomma sintetica

TIBA è un catalizzatore chiave nella produzione di gomme sintetiche come la gomma stirene-butadiene (BR) e la gomma isoprene (IR). Prendendo come esempio la gomma stirene-butadiene, se combinata con catalizzatori a base di nichel-, TIBA può ottenere un'efficiente polimerizzazione direzionale del butadiene, producendo gomma stirene-butadiene con un contenuto di struttura cis-1,4 superiore al 96%, che ha una migliore resistenza all'usura e allo strappo rispetto alla gomma naturale ed è ampiamente utilizzata nella produzione di pneumatici.

Modifica della superficie del materiale

 

TIBA può essere utilizzato per il trattamento superficiale dei metalli. Reagendo con gli ossidi metallici, forma uno strato protettivo denso di ossido di alluminio, migliorando significativamente la resistenza alla corrosione e all'usura del materiale. Ad esempio, nel trattamento superficiale delle leghe di alluminio, il trattamento TIBA può estendere il tempo di resistenza alla corrosione del materiale in ambienti di nebbia salina fino a oltre 2000 ore, soddisfacendo gli elevati standard dell'ingegneria aerospaziale e navale.

Campo della protezione ambientale

 

La forte proprietà riducente di TIBA lo rende applicabile al trattamento delle acque reflue. Riducendo gli ioni di metalli pesanti (come cromo e mercurio) in forme meno tossiche o non-tossiche, riduce la tossicità delle acque reflue. Ad esempio, nel trattamento galvanico delle acque reflue, TIBA può ridurre il cromo esavalente in cromo trivalente, che viene facilmente precipitato come idrossido e rimosso, con un'efficienza di trattamento superiore al 99%, rispettando gli standard di scarico ambientale.

Triisobutilalluminio(TIBA) è un importante composto metallico organico con la formula chimica C₁₂H₂₇Al. È un liquido trasparente incolore a temperatura ambiente e ha un forte odore di marcio. Le sue proprietà chimiche sono altamente reattive ed è altamente sensibile all'aria, all'umidità e a varie sostanze chimiche. Deve essere conservato e utilizzato in condizioni rigorosamente controllate.

Il punto di fusione del TIBA è 4-6 gradi, il punto di ebollizione è 68-69 gradi, la densità è 0,848 g/mL a 25 gradi e la pressione di vapore è 75 Pa a 25 gradi. Il suo aspetto da trasparente incolore a giallo pallido può variare leggermente a causa delle condizioni di conservazione o delle impurità, ma solitamente rimane allo stato liquido. TIBA è altamente solubile in solventi organici non polari come benzene e toluene, formando una soluzione uniforme, conveniente per l'applicazione in reazioni di polimerizzazione o sintesi organica.

Una delle caratteristiche chimiche principali del TIBA è la sua estrema reattività all'aria e all'umidità. Se esposto all'aria, TIBA si accenderà rapidamente e genererà una grande quantità di calore e fumo di ossido di alluminio. Questo processo è accompagnato da un intenso rilascio di calore, che può causare incendi o esplosioni. Quando reagisce con l'acqua, TIBA subisce un'intensa idrolisi, generando gas isobutano e idrossido di alluminio. L'equazione della reazione è la seguente: TIBA + 3H₂O → 3(CH₃)₂CH + Al(OH)₃

Il calore rilasciato da questa reazione può causare l'espansione del gas isobutano, provocando la rottura o l'esplosione del contenitore. Pertanto, lo stoccaggio e il funzionamento del TIBA devono essere effettuati sotto la protezione di un gas inerte (come azoto o argon) per evitare il contatto con un ambiente umido.

TIBA non solo reagisce vigorosamente con l'acqua, ma può anche subire reazioni come alcolisi e acidolisi con acidi, alcoli, ammoniaca e altre sostanze contenenti idrogeno attivo. Ad esempio, quando reagisce con l'etanolo, TIBA genera il derivato etossilico di tri-isobutilalluminio e isobutano: TIBA + 3C₂H₅OH → (C₄H₉)₂Al(OC₂H₅) + (CH₃)₂CH

Tali reazioni comportano anche una notevole quantità di rilascio di calore ed è necessario un controllo rigoroso delle condizioni di reazione per prevenire il pericolo. Inoltre, quando il TIBA entra in contatto con agenti ossidanti (come acqua ossigenata, permanganato di potassio), può verificarsi una violenta reazione redox, aumentandone ulteriormente la pericolosità.

Il TIBA è soggetto a decomposizione ad alte temperature, generando composti di alluminio e idrocarburi. Il processo di decomposizione può essere accelerato dalla temperatura, dalla pressione o dalla presenza di un catalizzatore, rilasciando gas infiammabili e aumentando il rischio di incendio. Pertanto, la temperatura di conservazione del TIBA viene generalmente controllata entro 0-6 gradi per rallentare la velocità di decomposizione e mantenere la stabilità.

Sebbene il TIBA stesso abbia un'elevata reattività, una delle sue applicazioni principali è come cocatalizzatore per i catalizzatori Ziegler-Natta nella polimerizzazione delle olefine (come etilene, propilene). TIBA migliora significativamente l'efficienza della polimerizzazione e il controllo sulla distribuzione del peso molecolare dei prodotti rimuovendo le impurità (come acqua, ossigeno) dal sistema di reazione e regolando la distribuzione dei siti attivi sul catalizzatore. Ad esempio, nella produzione di polietilene, quando il TIBA è combinato con un catalizzatore a base di titanio-, può ottimizzare l'attività del catalizzatore, con conseguente aumento del 10%-15% dell'efficienza produttiva.

Data l'estrema reattività e pericolosità del TIBA, il suo funzionamento deve rispettare rigorose linee guida di sicurezza:

1. A cosa serve il triisobutilalluminio?

Il triisobutilalluminio (TIBA, CAS 100-99-2) è un composto organometallico con formula Al(C₄H₉)₃ ampiamente utilizzato come co-catalizzatore nella polimerizzazione delle olefine, uno scavenger di impurità e un reagente in varie sintesi chimiche che richiedono potenti agenti riducenti.

2. Cosa occorre notare durante l'uso e la conservazione?
A causa della sua sensibilità all'aria estremamente forte e della natura esplosiva al contatto con l'acqua, deve essere utilizzato, immagazzinato e trasferito sotto la protezione di un gas inerte (come azoto o argon) che isoli rigorosamente l'aria e l'umidità e devono essere equipaggiate le corrispondenti strutture di protezione di sicurezza.

3. Cosa occorre notare durante il funzionamento?
A causa della sua sensibilità all'aria estremamente elevata e della natura infiammabile ed esplosiva quando esposto all'acqua, deve essere utilizzato e conservato in condizioni rigorosamente ermetiche e prive di ossigeno-in un ambiente con gas inerte (come azoto o argon), utilizzando tecniche speciali (come linee Schlenk o scatole a guanti).

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