Propylencarbonat

Der chemische Stoff Propylencarbonat besteht aus 4 Atomen Kohlenstoff, 6 Atomen Wasserstoff und 3 Atomen Sauerstoff (aktiver Sauerstoff). Propylencarbonat bringt vereinfacht ausgedrückt die organische und anorganische Chemie zusammen. Propen, auch Propylen genannt, gehört der Gruppe der Alkene an.
Durch eine herbeigeführte Reaktion mit Sauerstoff wird aus dem organischen Propen (C₃H₆) die Verbindung Propylencarbonat (C₄H₆O₃). Während manche Carbonate in natürlicher Weise auf dem Planeten Erde vorkommen, wird Propylencarbonat industriell hergestellt.

Herstellung

Propylencarbonat kann hergestellt werden, indem Propylenoxid und Kohlendioxid bei einer lokalen Temperatur von 150 bis 250 ° C mithilfe eines Bromid – Katalysators zusammengebracht wird.
Mit oder ohne Katalysator, der Energieinhalt des Endproduktes ist in beiden Verfahren gleich hoch. Ein Katalysator verringert jedoch bei der Herstellung die aufzubringende Energie (Aktivierungsenergie) und lässt die Einsatzmaterialien während der Reaktion unbeeinflusst. Bromid gilt wissenschaftlich als stabil. Eine solche Stabilität ist in diesem Herstellungsverfahren aufgrund der hohen Temperaturen erwünscht. Damit der Bromid-Katalysator stabil bleibt und unnötige Verunreinigungen fern bleiben, darf das Einsatzmaterial die festgelegte Höchstmenge an Chlorid nicht überschreiten.
Im Gas – Flüssigkeits – Separator des Herstellungsverfahrens entweicht das überschüssige gasförmige Kohlendioxid durch Druck und Propylenoxid bleibt während der gesamten Reaktion flüssig. Diese technischen Verfahren dauern mehrere Stunden.

Eigenschaften

Während der Ausgangsstoff Propen gasförmig ist, handelt es sich bei Propylencarbonat um eine Flüssigkeit. Der Geruch ist fruchtig. Sein Farbspektrum reicht von farblos bis gelb. Die Zersetzung beginnt ab einer Temperatur von 240 ° C. Die Löslichkeit in Wasser (240 g/l) erfolgt bei 20 ° C.
Laut der GESTIS-Stoffdatenbank gilt Propylencarbonat als schwer bis sehr schwer flüchtig. Deshalb lautet seine Verdunstungszahl 50 oder höher. Zum Vergleich, das leichtflüchtige Diethylether beginnt mit der Zahl 1. Vorausgesetzt, der individuelle Siedepunkt des betreffenden Stoffes ist nicht erreicht.

Verwendung

Universalreiniger und Farben benötigen ein Lösungsmittel in ihrer Zusammensetzung. Hersteller verwenden Lösungsmittel wie Propylencarbonat, um beispielsweise die Farbe im Eimer stabil und wirkungsbereit zu halten bis diese an die Wand kommt. Sobald dies geschehen ist, verflüchtigt sich das enthaltende Propylencarbonat in die Umgebung und die aufgetragene Farbe kann in den festen Aggregatzustand übergehen.
Produkte der Kosmetik wie Deodorantes fügen Propylencarbonat in die Rezeptur ein. Dieser Rohstoff dient als Aktivator für die im Deodorant enthaltenen Tonmineralien.
Die Elektrochemie setzt vorzugsweise Propylencarbonat – speziell für Lithiumbatterien ein, da das Lösungsmittel Wasser in diesem Bereich unbrauchbar ist. Das für den Batteriebetrieb notwendige Leitsalz Lithiumperchlorat benötigt Propylencarbonat, um sich lösen zu können. Das Leitsalz verringert den Widerstand in der Lösung und übernimmt den Transport der Ladung.

In der organischen Photovoltaik wird geforscht und getestet inwieweit Solarzellen auf Basis organischer halbleitenden Kohlenwasserstoffverbindungen Strom erzeugt werden kann. Propylencarbonat zählt aufgrund seiner Verdunstungsrate und Löslichkeitsfähigkeit zu den bevorzugten Lösungsmitteln als Additive für das Hauptlösungsmittel Chlorbenzol.Des Weiteren spielt Propylencarbonat eine Rolle in der Herstellung von Leder. Es vermeidet die Nachteile, die bei der Verwendung von Harzgerbstoffe entstehen. Der chemische Stoff bietet als eines der cyclischen organischen Carbonate das gewünschte Ergebnis. Das Leder zeichnet sich unter anderem durch Weichheit und einer intensiven Farbe aus.
Propylencarbonat gilt bei Beachtung der Sicherheitshinweise und bei Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben in der Entsorgung als umweltfreundlich. Es dient als Ersatz vom sehr giftigen Phosgen für die Herstellung von Isocyanaten oder Polycarbonaten. Der Stoff ist außerdem ein Ersatz für Methyl-tert-butylether im Bereich der Oktanverbesserungsmittel in Brennstoffen.