Triisobutilaluminio CAS 100-99-2

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triisobutilaluminioes un compuesto orgánico que aparece como un líquido incoloro y puede tener un fuerte olor a moho o irritante. Es soluble en benceno y tiene propiedades químicas activas con alta reactividad. Es sensible al aire y la humedad y puede emitir humo y autoinflamarse al entrar en contacto con el aire. Cuando entra en contacto con agua, ácido, alcohol, amoníaco, etc., sufre hidrólisis, alcohólisis, hidrólisis ácida y libera una gran cantidad de calor e isobutano. Cuando la reacción es grave, puede explotar. Puede usarse como catalizador de polimerización para caucho de butadieno, resinas sintéticas, fibras sintéticas y polímeros de olefinas, así como como intermediario para compuestos metálicos orgánicos. También se utiliza como materia prima de alta-energía y agente reductor para sistemas de encendido de motores a reacción. Generalmente se sintetiza haciendo reaccionar polvo de aluminio activado con isobuteno e hidrógeno a alta temperatura y alta presión (como 110, 120 grados y 56 MPa).

Información adicional del compuesto químico:

triisobutilaluminio(TIBA) es un importante compuesto metálico orgánico con la fórmula química C₁₂H₂₇Al. Es un líquido transparente incoloro a temperatura ambiente y tiene propiedades de autoignición y fuerte reactividad. Sus aplicaciones principales giran en torno a la catálisis de polímeros, la síntesis orgánica y los materiales de alta-energía. A continuación se detallan sus usos específicos desde diferentes perspectivas.

Catálisis de polimerización: el catalizador central para la polimerización de olefinas

 

La aplicación más extendida de TIBA es como co-catalizador en reacciones de polimerización de Ziegler-Natta, desempeñando un papel crucial, especialmente en la polimerización de olefinas (como etileno y propileno). El sistema catalítico Ziegler-Natta consta de compuestos de metales de transición (como cloruros de titanio y circonio) y auxiliares metálicos orgánicos (como TIBA). El primero proporciona el centro activo, mientras que el segundo elimina impurezas (como agua y oxígeno) y regula la distribución del centro activo, mejorando significativamente la eficiencia catalítica.

Producción de polietileno

En procesos de polietileno de alta-presión o baja-presión, TIBA actúa como asistente del catalizador para optimizar la actividad del catalizador y controlar la distribución del peso molecular del polímero, produciendo así productos de polietileno de diferentes densidades (como polietileno de alta-densidad (HDPE) y polietileno lineal de baja-densidad (LLDPE)). Por ejemplo, en el proceso de polietileno en fase gas-, la adición de TIBA puede reducir el envenenamiento del catalizador, mejorar la estabilidad de la reacción y aumentar la eficiencia de producción entre un 10% y un 15%.

Polipropileno y otros polímeros de olefinas.

TIBA también se utiliza en la síntesis de polipropileno, ajustando la estereoselectividad del catalizador, controlando la isotacticidad del polipropileno (es decir, la disposición regular de las cadenas moleculares), produciendo así materiales de polipropileno con alta resistencia al fundido y alta transparencia, que se utilizan ampliamente en embalajes, fibras y piezas de automóviles. Además, TIBA también se puede utilizar para sintetizar otros copolímeros de -olefinas, como el copolímero de etileno-propileno (EPDM), que tiene una excelente resistencia a la intemperie y elasticidad y se utiliza a menudo en materiales de sellado y neumáticos para automóviles.

Industria del caucho sintético

TIBA es un catalizador clave en la producción de cauchos sintéticos como el caucho de estireno-butadieno (BR) y el caucho de isopreno (IR). Tomando como ejemplo el caucho de estireno-butadieno, cuando se combina con catalizadores a base de níquel-, TIBA puede lograr una polimerización direccional eficiente de butadieno, produciendo caucho de estireno-butadieno con un contenido de estructura cis-1,4 de más del 96%, que tiene mejor resistencia al desgaste y al desgarro que el caucho natural y se usa ampliamente en la fabricación de neumáticos.

Modificación de la superficie del material

 

TIBA se puede utilizar para el tratamiento de superficies metálicas. Al reaccionar con óxidos metálicos, forma una densa capa protectora de óxido de aluminio, lo que mejora significativamente la resistencia a la corrosión y al desgaste del material. Por ejemplo, en el tratamiento de superficies de aleaciones de aluminio, el tratamiento TIBA puede extender el tiempo de resistencia a la corrosión del material en ambientes de niebla salina a más de 2000 horas, cumpliendo con los altos estándares de la ingeniería aeroespacial y marina.

Campo de protección ambiental

 

La fuerte propiedad reductora del TIBA lo hace aplicable para el tratamiento de aguas residuales. Al reducir los iones de metales pesados ​​(como el cromo y el mercurio) a formas menos tóxicas o no-tóxicas, se reduce la toxicidad de las aguas residuales. Por ejemplo, en el tratamiento de aguas residuales por galvanoplastia, TIBA puede reducir el cromo hexavalente a cromo trivalente, que se precipita fácilmente como hidróxido y se elimina, con una eficiencia de tratamiento superior al 99 %, cumpliendo con los estándares de descarga ambiental.

triisobutilaluminio(TIBA) es un importante compuesto metálico orgánico con la fórmula química C₁₂H₂₇Al. Es un líquido transparente incoloro a temperatura ambiente y tiene un fuerte olor a podrido. Sus propiedades químicas son altamente reactivas y es muy sensible al aire, la humedad y diversas sustancias químicas. Debe almacenarse y utilizarse en condiciones estrictamente controladas.

El punto de fusión de TIBA es 4-6 grados, el punto de ebullición es 68-69 grados, la densidad es 0,848 g/mL a 25 grados y la presión de vapor es 75 Pa a 25 grados. Su apariencia de incoloro transparente a amarillo pálido puede variar levemente debido a las condiciones de almacenamiento o impurezas, pero generalmente permanece en estado líquido. TIBA es altamente soluble en solventes orgánicos no polares como benceno y tolueno, formando una solución uniforme, lo cual es conveniente para su aplicación en reacciones de polimerización o síntesis orgánica.

Una de las características químicas principales de TIBA es su extrema reactividad al aire y la humedad. Cuando se expone al aire, TIBA se enciende rápidamente y genera una gran cantidad de calor y humo de óxido de aluminio. Este proceso va acompañado de una intensa liberación de calor, que puede provocar incendios o explosiones. Al reaccionar con el agua, el TIBA sufre una intensa hidrólisis, generando gas isobutano e hidróxido de aluminio. La ecuación de reacción es la siguiente: TIBA + 3H₂O → 3(CH₃)₂CH + Al(OH)₃

El calor liberado por esta reacción puede causar que el gas isobutano se expanda, provocando la ruptura o explosión del contenedor. Por lo tanto, el almacenamiento y funcionamiento de TIBA debe realizarse bajo la protección de un gas inerte (como nitrógeno o argón) para evitar el contacto con un ambiente húmedo.

TIBA no sólo reacciona vigorosamente con el agua, sino que también puede sufrir reacciones como alcohólisis y acidólisis con ácidos, alcoholes, amoníaco y otras sustancias que contienen hidrógeno activo. Por ejemplo, al reaccionar con etanol, TIBA genera el derivado etoxi de tri-isobutilaluminio e isobutano: TIBA + 3C₂H₅OH → (C₄H₉)₂Al(OC₂H₅) + (CH₃)₂CH

Estas reacciones también implican una cantidad significativa de liberación de calor y es necesario un control estricto de las condiciones de reacción para evitar peligros. Además, cuando TIBA entra en contacto con oxidantes (como peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio), puede producirse una reacción redox violenta, lo que aumenta aún más su peligro.

El TIBA es propenso a descomponerse a altas temperaturas, generando compuestos de aluminio e hidrocarburos. El proceso de descomposición puede acelerarse por la temperatura, la presión o la presencia de un catalizador, liberando gases inflamables y aumentando el riesgo de incendio. Por lo tanto, la temperatura de almacenamiento de TIBA normalmente se controla entre 0 y 6 grados para reducir la velocidad de descomposición y mantener la estabilidad.

Aunque el propio TIBA tiene una alta reactividad, una de sus principales aplicaciones es como cocatalizador de catalizadores Ziegler-Natta en la polimerización de olefinas (como etileno y propileno). TIBA mejora significativamente la eficiencia de la polimerización y el control sobre la distribución del peso molecular de los productos al eliminar impurezas (como agua, oxígeno) del sistema de reacción y regulando la distribución de sitios activos en el catalizador. Por ejemplo, en la producción de polietileno, cuando TIBA se combina con un catalizador a base de titanio-, se puede optimizar la actividad del catalizador, lo que da como resultado un aumento del 10 % al 15 % en la eficiencia de producción.

Dada la extrema reactividad y peligrosidad del TIBA, su funcionamiento debe seguir estrictas pautas de seguridad:

1. ¿Para qué sirve el triisobutilaluminio?

El triisobutilaluminio (TIBA, CAS 100-99-2) es un compuesto organometálico con fórmula Al(C₄H₉)₃ ampliamente utilizado como cocatalizador en la polimerización de olefinas, eliminador de impurezas y reactivo en diversas síntesis químicas que requieren potentes agentes reductores.

2. ¿Qué se debe tener en cuenta durante el uso y almacenamiento?
Debido a su extremadamente fuerte sensibilidad al aire y su naturaleza explosiva al contacto con el agua, debe operarse, almacenarse y transferirse bajo la protección de un gas inerte (como nitrógeno o argón) que aísle estrictamente el aire y la humedad, y se deben equipar las instalaciones de protección de seguridad correspondientes.

3. ¿Qué se debe tener en cuenta durante la operación?
Debido a su extremadamente fuerte sensibilidad al aire y la naturaleza inflamable y explosiva cuando se expone al agua, debe operarse y almacenarse en estrictas condiciones herméticas y libres de oxígeno-en un ambiente de gas inerte (como nitrógeno o argón), utilizando técnicas especiales (como líneas Schlenk o cajas de guantes).

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