Diethanol Isopropanolamin (DEIPA)ist eine organische Verbindung mit der chemischen Formel C8H19NO3 und CAS 6712-98-7. Diese Verbindung erscheint bei Raumtemperatur als farblose bis hellgelbe transparente Flüssigkeit. Diese Farbveränderung kann mit der Reinheit, den Lagerbedingungen und der Lichteinwirkungszeit zusammenhängen. Unter normalen Umständen sollte hochwertiges Diethylenglykolmonoisopropanolamin ein farbloses und transparentes Aussehen aufweisen. Es hat eine gute Löslichkeit und kann in verschiedenen organischen Lösungsmitteln wie Ethanol, Aceton usw. gelöst werden. Gleichzeitig kann es auch mit Wasser in jedem beliebigen Verhältnis gemischt werden, um eine stabile Lösung zu bilden. Die Oberflächenspannung ist relativ niedrig, was das Benetzen und Verteilen auf festen Oberflächen bei bestimmten Anwendungen erleichtert. Messung des Flüssigkeitsströmungswiderstands. Die Viskosität von Diethanolamin ist in der Regel niedrig, was die Handhabung bei Fließ- und Pumpvorgängen relativ einfach macht. Als Schleifhilfsmittel hat es einen breiten Einsatzwert in vielen Bereichen. Seine hervorragende Mahlleistung und Festigkeitssteigerungswirkung machen es zu einem bevorzugten Rohstoff in der Zementindustrie, während sein Umweltschutz und seine Nachhaltigkeit auch für die Zukunft breite Entwicklungsperspektiven bieten. Mit der kontinuierlichen Forschung und Erforschung seiner Leistung werden auch seine Anwendungen in anderen Bereichen weiter erweitert und vertieft.
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Chemische Formel |
C7H17NO3 |
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Genaue Masse |
163 |
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Molekulargewicht |
163 |
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m/z |
163 (100.0%), 164 (7.6%) |
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Elementaranalyse |
C, 51.51; H, 10.50; N, 8.58; O, 29.41 |
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Melting point 31.5-36 ° C (lit.), Boiling point 145 ° c0.6 mm Hg (lit.), Density 1.079 g/ml at 25 ° C (lit.), Refractive index 1.473-1.477. Flash point >230 °F, Säurekoeffizient (PKA) 14,42 ± 0,10 (vorhergesagt), InChIKeyZFECCYLNALETDE-UHFFFAOYSA-N, Gefahrensymbol (GHS), GHS07, Warnung, Gefahrenbeschreibung h315-h319, Vorsichtsmaßnahmen p264-p280-p302+p352+p332+p313+p362+p364-p305+p351+p338+p337+p313, Sicherheitshinweise 24/25, WGK Deutschland 3.
Es gibt drei Hauptwege für die Synthese vonDiethanol Isopropanolamin (DEIPA): Erstens reagiert Ammoniak mit Ethylenoxid (EO) bzw. Propylenoxid (PO); Zweitens entsteht es durch die Reaktion von MIPA und EO; Drittens wird es aus Diethanolamin (DEA) und Po synthetisiert.
Bei diesem Weg handelt es sich um eine dreistufige Serienreaktion. Ammoniak reagiert mit EO zu Monoethanolamin, Diethanolamin und Triethanolamin. Anschließend wird der Reaktant mit Po synthetisiert und nach der Reinigung das Zielprodukt erhalten. Alternativ reagiert Ammoniak mit PO zu Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin und Triisopropanolamin, und der Reaktant wird mit EO synthetisiert, um nach der Reinigung das Zielprodukt zu erhalten. Die Herstellung von Deipa nach dieser Methode erfordert zwei Fütterungs- und Reinigungsvorgänge, und die Investitionen in die Ausrüstung sind hoch. Bis Ende 2016 gab es weltweit kein relevantes Gerät für diesen Prozess.
Diese Route wird durch eine zweistufige Reaktion zwischen MIPA und EO generiert. Im ersten Schritt reagiert MIPA mit EO unter Bildung von n- (2-hydroxyethyl)isopropanolamin. Im zweiten Schritt reagiert n- (2-Hydroxyethyl)isopropanolamin mit EO zu Deipa. Bei diesem Reaktionsprozess handelt es sich um eine Reihe von Reaktionen, aber der Rohstoff MIPA wird nur von wenigen Unternehmen auf der Welt hergestellt und hauptsächlich in der Feinchemieindustrie wie Medizin, Pestizide, Textilien, Kosmetik usw. verwendet. Aufgrund bestimmter Probleme und Risiken bei den Kosten und der Versorgung mit MIPA-Rohstoffen verfügt nur ein Unternehmen in China über eine MIPA-Produktionsanlage, die den Vorteil hat, selbst produzierte Rohstoffe zu verwenden. Das 50.000-Tonnen-Anlagenprojekt für modifiziertes Isopropanolamin wurde ebenfalls in einschlägigen Berichten erwähnt.
Auf diesem Weg reagiert DEA mit PO unter Bildung der Zielsubstanz Deipa. Die Vorteile dieser Route sind eine schnelle Reaktionsgeschwindigkeit, eine hohe Selektivität sowie eine ausreichende und stabile Versorgung mit Rohstoffen. Derzeit folgt die gesamte Deipa-Produktion in China diesem Weg, es gibt jedoch Unterschiede in der Produktionsausrüstung, dem Reaktionskessel oder der Pipeline-Reaktion, den Produktisomeren und der Qualitätsstabilität.
Diethanol Isopropanolamin (DEIPA)ist eine Verbindung mit großem Anwendungswert in mehreren Bereichen, insbesondere als Schleifhilfsmittel, mit hervorragender Leistung und breiten Anwendungsmöglichkeiten.
Am umfangreichsten ist die Anwendung in der Zementindustrie. Als effizientes Zementmahlhilfsmittel kann es die Mahleffizienz und Qualität von Zement deutlich verbessern. Insbesondere ist es während des Zementmahlprozesses möglich, die Partikelgröße wirksam zu reduzieren, die spezifische Oberfläche des Zements zu vergrößern und so die Fließfähigkeit und Dispergierbarkeit des Zements zu verbessern. Dies trägt nicht nur zur Verbesserung der Produktionseffizienz von Zement bei, sondern reduziert auch den Energieverbrauch erheblich.
Darüber hinaus kann es die Festigkeit von Zement, einschließlich Frühfestigkeit und Spätfestigkeit, erheblich steigern. Durch die Kombination mit anderen Alkoholaminsubstanzen wie Triethanolamin und Triisopropanolamin kann es zu einer Festigkeitssteigerung von 3–5 MPa im frühen Stadium der Zementaushärtung und von 4–8 MPa im späten Stadium führen. Diese Eigenschaft macht es zu einem bevorzugten Rohstoff im Bereich der Zementmahlhilfsmittel.
2. Chemische Rohstoffe
Neben der Verwendung als Zementmahlhilfsmittel kann es auch als chemischer Rohstoff für die Synthese anderer Chemikalien mit spezifischen Funktionen verwendet werden. Beispielsweise kann es mit Fettsäureanhydriden reagieren, um Emulgatoren herzustellen, mit Isocyanaten reagieren, um Polyurethanmaterialien zu erhalten, und mit Alkoholen reagieren, um Esterprodukte herzustellen. Diese Produkte haben ein breites Anwendungsspektrum in der chemischen Industrie, darunter Kunstharze, Beschichtungen, Schmierstoffe usw.
3. Umweltschutz und Nachhaltigkeit
Erwähnenswert ist, dass es sich um eine ungiftige und umweltfreundliche Verbindung handelt. Die Hautreizung ist geringer als die von Triethanolamin, sodass die Auswirkungen auf die Gesundheit der Arbeitnehmer während der Anwendung relativ gering sind.
Darüber hinaus kann es aufgrund seiner hervorragenden Mahlleistung und Festigkeitssteigerungswirkung auch dazu beitragen, den Energieverbrauch und die Abfallemissionen im Zementproduktionsprozess zu reduzieren und so zu einer umweltfreundlichen und nachhaltigen Produktion beizutragen.
4. Ersetzen Sie herkömmliche Schleifhilfen
Im Bereich der Zementmahlhilfsmittel kann es auch als Ersatz für herkömmliche Mahlhilfsmittel wie Triethanolamin und Triisopropanolamin eingesetzt werden. Aufgrund seiner hervorragenden Schleifwirkung und der höheren Umweltfreundlichkeit nimmt es nach und nach eine marktbeherrschende Stellung ein. Dies trägt nicht nur zur Verbesserung der Qualität von Zementprodukten bei, sondern senkt auch die Produktionskosten und verringert die Auswirkungen auf die Umwelt.
5. Anwendungen in Baumaterialien und anderen Bereichen
Neben der Zementindustrie kann es auch als Mahlhilfsmittel in anderen Baustoffbereichen wie Keramik, Glas usw. eingesetzt werden. In diesen Bereichen kann es auch eine Rolle bei der Verbesserung der Mahleffizienz und der Verbesserung der Produktqualität spielen. Darüber hinaus erweitern sich mit der kontinuierlichen Forschung und Erforschung seiner Leistung auch seine Anwendungen in anderen Bereichen wie Beschichtungen, Tinten, Textilien usw.
Diethanol Isopropanolamin (DEIPA), abgekürzt als DEIPA, ist eine organische Verbindung mit funktionellen Alkohol- und Amingruppen. Seine chemische Formel lautet C ₇ H ₁ N O3 und es ist bei Raumtemperatur eine farblose bis hellgelbe transparente viskose Flüssigkeit. Es hat einen stechenden Ammoniakgeruch und ist in Wasser, Alkohol und Ether löslich. Die Hydroxyl- (- OH) und Aminogruppen (- NH) in seiner Molekülstruktur verleihen ihm einzigartige chemische Eigenschaften, die es im industriellen Bereich weit verbreitet machen. Im Folgenden werden die Einsatzmöglichkeiten von DEIPA systematisch in drei Dimensionen beschrieben: Kernanwendungsbereiche, technische Merkmale und Auswirkungen auf die Branche.
1. Verbessern Sie die Schleifeffizienz
DEIPA, ein Alkohol-Amin-Zement-Mahlhilfsmittel der dritten-Generation, reduziert die Oberflächenenergie von Zementpartikeln durch Adsorption an ihnen, minimiert die Agglomeration zwischen Partikeln und erhöht die Leistung der Schleifmaschine erheblich. Experimentelle Daten zeigen, dass nach Zugabe von 0,04 % DEIPA die spezifische Oberfläche von Zement um 15 % bis 20 % und die Mühlenleistung um 8 % bis 12 % erhöht werden kann. Seine Schleifwirkung ist herkömmlichem Triethanolamin (TEA) und Triisopropanolamin (TIPA) überlegen, insbesondere beim Mahlen von Materialien mit hoher Härte wie Schlacke und Flugasche.
2. Optimierung der Intensitätsentwicklung
Die Wirkung von DEIPA auf die Zementfestigkeit weist eine „bimodale“ Charakteristik auf: Die frühe Festigkeit (3d, 7d) kann um 15–25 % ansteigen, und die spätere Festigkeit (28d, 90d) kann deutlicher ansteigen und bis zu 43,8 % erreichen.
Diese Eigenschaft beruht auf der sterischen Hinderungswirkung von Isopropylgruppen in seiner Molekülstruktur, die die Hydratation von C3S fördern und die schnelle Hydratation von C3AF verzögern können, was zu einer ausgewogeneren Festigkeitsentwicklung führt. Beispielsweise stieg bei einer Dosierung von 0,04 % die 90-Tage-Stärke um 34,3 % im Vergleich zur Basisgruppe und übertraf damit die TEA-Werte von 18 % bis 22 % bei weitem.
3. Aktivierung der gemischten Materialaktivität
Der aktivitätsaktivierende Effekt von DEIPA auf Industrieabfälle wie Flugasche und Schlacke ist hervorragend. Die Hydroxylgruppen in seinen Molekülen können Wasserstoffbrückenbindungen mit den Si-O-Si-Bindungen auf der Oberfläche des gemischten Materials bilden, wodurch die Glasstruktur zerstört und aktiveres SiO₂ und Al₂O3 freigesetzt werden.
4. Energieeinsparung und verbrauchsreduzierende Wirkung
DEIPA kann den Zementklinkerverbrauch um 5–8 % senken und den Kohlestromverbrauch senken. Am Beispiel eines Zementwerks mit einer Jahresproduktion von 1 Million Tonnen können durch den Einsatz von DEIPA etwa 12.000 Tonnen Standardkohle eingespart und die CO₂-Emissionen jährlich um 31.000 Tonnen reduziert werden. Seine Wirtschaftlichkeit spiegelt sich in der Tatsache wider, dass die Kosten für jede Tonne Zementmahlhilfsmittel um etwa 8 Yuan steigen, es können jedoch 15 bis 20 Yuan an Klinkerkosten eingespart werden, was erhebliche umfassende Vorteile bietet.
Tensidbereich: multifunktionale Additive
1. Emulgierung und Dispergierung
Der polare Kopf (Hydroxyl+Amino) und der nicht-polare Schwanz (Isopropyl) von DEIPA bilden eine amphiphile Struktur, was es zu einem hervorragenden Emulgator macht. In der Farben- und Tintenindustrie kann DEIPA die Öl-{3}}Wasser-Grenzfläche stabilisieren, das Absetzen von Pigmenten verhindern und die Gleichmäßigkeit der Beschichtung verbessern. Beispielsweise kann die Zugabe von 2 % DEIPA zu Epoxidharzbeschichtungen die dispergierte Partikelgröße von Pigmenten von 15 μm auf 5 μm reduzieren und den Glanz um 30 % erhöhen.
2. Antistatische und konforme Behandlung
DEIPA-Derivate wie quartäre Ammoniumsalze der Diester werden in der Textilindustrie als Antistatikmittel und Weichmacher eingesetzt. Seine biologische Abbaubarkeit ist der von herkömmlichem DTAC (Dodecyltrimethylammoniumchlorid) überlegen und seine weichmachende Wirkung ist dauerhafter.
3. Feuchtigkeitsspendende und verfeinernde Funktionen
In der Faserindustrie kann DEIPA als Veredelungsmittel natürliche Verunreinigungen aus Baumwollfasern entfernen und gleichzeitig die Faserfestigkeit erhalten. Seine Benetzbarkeit ist besser als die von Ethanolamin, wodurch die Penetrationsrate der raffinierten Flüssigkeit um 40 % erhöht und die Menge der verwendeten Chemikalien reduziert werden kann. Beim Färben von Polyestergewebe kann DEIPA als Egalisiermittel den Farbdifferenzwert (Δ E) von 3,5 auf 1,2 reduzieren und die Färbequalifikationsrate verbessern.
Gasreinigung: Saures Gasabsorptionsmittel
1. Entfernung von Schwefelwasserstoff
DEIPA reagiert mit H₂S unter Bildung zyklischer Thiolsalze mit einer Entfernungseffizienz von über 99 %. Bei der Erdgasreinigung kann DEIPA-Lösung (Massenanteil 15 %) die Konzentration von H₂ S von 5000 ppm auf unter 20 ppm bei 40 Grad reduzieren, und der Energieverbrauch für die Regeneration ist 25 % niedriger als bei MDEA (N-Methyldiethanolamin).
2. Kohlendioxidabscheidung
DEIPA reagiert mit CO₂ zu Aminoestern mit einer Aufnahmekapazität von 0,8 mol CO₂/mol DEIPA.
Bei der Rauchgasbehandlung von Kohlekraftwerken kann die DEIPA-MEA-Mischlösung (Massenverhältnis 3:1) die CO₂-Absorptionsrate um 30 % erhöhen, die Regenerationstemperatur von 120 Grad auf 100 Grad senken und den Energieverbrauch senken.
3. Technologische Vorteile
Im Vergleich zur herkömmlichen Aminentschwefelung weist DEIPA eine geringe Korrosivität (Korrosionsrate) auf<0.1mm/a for carbon steel) and low volatility (vapor pressure) 0.001mmHg@25 The advantages of high temperature (℃) and low desorption enthalpy (desorption enthalpy 15% lower than MEA) can significantly extend the service life of equipment and reduce operating costs.
Tägliche chemische und industrielle Zusatzstoffe: vielfältige Anwendungen
1. Reinigungsmittel und Kosmetika
DEIPA fungiert als Chelatbildner für Calcium- und Magnesiumionen in Reinigungsmitteln und erhöht die Reinigungskraft bei hartem Wasser um 20 %. In Hautpflegeprodukten ist es aufgrund seiner geringen Reizwirkung (Hautreizungsindex 1,2, niedriger als TEA 2,5) und seiner feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften (Wasserretentionsrate 15 % höher als Glycerin) ein idealer Inhaltsstoff. Beispielsweise stieg die Benutzerzufriedenheit mit der Feuchtigkeitspflege nach der Zugabe von 3 % DEIPA zu einer Gesichtscrememarke von 78 % auf 91 %.
2. Schmier- und Schneidöl
DEIPA kann als Hochdruckadditiv einen chemischen Adsorptionsfilm auf Metallverarbeitungsoberflächen mit einer Tragfähigkeit von bis zu 600 N (Vier-Kugel-Methode) bilden. Die Zugabe von 5 % DEIPA zum Schneidöl kann die Werkzeugstandzeit um 40 % verlängern und die Oberflächenrauheit von Ra1,6 μm auf Ra0,8 μm reduzieren.
3. Plastifizierungs- und Emulgierungsfunktionen
Diethanol Isopropanolamin (DEIPA)Weichmacher auf Basis von DEIPA (z. B. DEIPA-Phthalate) können die Flexibilität von PVC-Kunststoffen um 30 % erhöhen und weisen eine bessere Migrationsbeständigkeit als DOP (Dioctylphthalat) auf. In emulgiertem Asphalt kann DEIPA die Viskosität um 25 % reduzieren und die Konstruktion und Verarbeitbarkeit verbessern.
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