คาโปรแลคตัม, แคโพรแล็กแทม, Caprolactam, CPL

แคโพรแล็กแทม (C6H11NO) หรือที่เรียก “อะมิโน-แคโพรอิก แล็กแทม (aminocaproic lactam)” หรือ “2-ออกโซ-เฮกซะเมทิลีนอิมีน (2-oxo-hexamethyleneimine)” เป็นสารเคมีที่ละลายได้ในน้ำ ตัวทำละลายที่มีคลอรีนเป็นองค์ประกอบ ปิโตรเลียมกลั่น และไซโคลเฮกเซน และเป็นสารเคมีที่สามารถดูดความชื้นจากอากาศได้ง่าย แคโพรแล็กแทม เป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับการผลิตไนลอน 6 ซึ่งไนลอน 6 นี้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก (recycle) จึงนับเป็นวัตถุที่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยในระยะยาว จากการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมและสารเคมีล่าสุดพบว่าสามารถนำแคโพร-แล็กแทมที่ใช้แล้วมาหมุนเวียนใช้ได้อีก การแยกชิ้นส่วนไนลอนที่ทิ้งแล้วออกมาแล้วนำมาผ่านกระบวนการดีโพลิเมอไรเซซัน (depolymerization) พบว่าสามารถที่จะสกัดแคโพร-แล็กแทมนำกลับมาใช้ใหม่ได้อีก จึงเป็นข้อพิสูจน์ว่าสารสังเคราะห์ประเภทนี้จะมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย และเนื่องจากไนลอน 6 จัดเป็นพลาสติกประเภทที่มีสมบัติพิเศษมีความคงทน แข็งแรง ทนความร้อนได้ดี และยังมีความยืดหยุ่นสูงทำให้ไนลอน 6 ถูกนำมาใช้ผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพชนิดต่างๆ สำหรับใช้ในชีวิตประจำวันมากมายอุตสาหกรรมต่อเนื่องต่าง ๆ ที่ใช้แคโพรแล็กแทมในการผลิตแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆ ได้แก่ กลุ่มที่ 1 ใช้ทำเส้นใยในอุตสาหกรรมสิ่งทอ ผลิตเสื้อผ้า ชุดว่ายน้ำ ชุดกีฬา ถุงเท้า ถุงน่อง และชุดชั้นใน กระดุม พรม และผ้าสำหรับทำเต็นท์ ร่ม และกระเป๋า และเพราะความแข็งแกร่ง ทนทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศจึงเหมาะที่จะนำมาผลิตแห อวน สำหรับการทำประมงน้ำลึก และขนแปรงสีฟัน กลุ่มที่ 2 ใช้ในลักษณะพลาสติกวิศวกรรมผลิตเป็นชิ้นส่วนที่สำคัญ และต้องการคุณภาพสูงต่างๆ ของรถยนต์ ทั้งในส่วนของตัวรถ ส่วนประกอบของเครื่องยนต์ จนถึงเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องยนต์ ด้วยการที่เครื่องยนต์รถมีความร้อนสูงขณะเดินเครื่อง ส่วนประกอบที่เป็นโลหะจึงต้องทนทานมาก และเมื่อประสบกับความร้อนและเย็นสม่ำเสมอ จึงทำให้ส่วนประกอบที่เป็นโลหะดังกล่าวบิดเบี้ยว และเสียรูปไปได้ ไนลอน 6 ซึ่งมีสมบัติทนความร้อนได้ดี และเมื่อใช้ในรูปของพลาสติกสามารถปรับเปลี่ยนตามความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้มากกว่า อีกทั้งมีน้ำหนักเบา จึงถูกนำมาใช้ทดแทนชิ้นส่วนโลหะมากขึ้น เช่น ที่ใส่น้ำมันเกียร์ ที่ใส่น้ำมันพวงมาลัยเพาเวอร์ใต้ฝากระโปรงหน้า ขั้วต่อสายไฟ กล่องฟิวส์ ตัวถังรถมอเตอร์ไซค์ รวมทั้งที่ครอบกระบอกสูบเครื่องยนต์ ห้องเพลาข้อเหวี่ยง ที่ครอบสายพาน และใช้ในอุตสาหกรรมทำผ้าใบสำหรับยางรถยนต์ (Nylon tire cord ) เพื่อเสริมสร้างความแข็งแกร่ง ทนทานให้กับยางรถยนต์และด้วยสมบัติทนการกระแทก ทนความร้อน และจากการที่ไนลอน 6 มีสมบัติดีเยี่ยมในการหล่อพิมพ์ ไนลอน 6 ที่ทำจากแคโพรแล็กแทมจะถูกนำมาใช้ผลิตในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมมากมายรวมทั้งข้อต่อสำหรับเครื่องไฟฟ้า กล่องสวิตช์ไฟ ขดหลอดด้าย และตัวเสียบโคมไฟ และกลุ่มที่ 3 ใช้ทำพลาสติกฟิล์มและบรรจุภัณฑ์ต่างๆ เนื่องจากไนลอน 6 ที่ทำจาก แคโพรแล็กแทม มีความโปร่งใส กันการซึมผ่านของอากาศได้เป็นอย่างดี ทำให้เหมาะสำหรับใช้บรรจุอาหาร และผลิตภัณฑ์ต่างๆ และเนื่องจากแคโพรแล็กแทมมีสมบัติทนทานต่อสารเคมีจึงนิยมใช้ขวดพลาสติกไนลอนที่ทำจาก แคโพรแล็กแทม บรรจุสารเคมีทางเกษตรกรรม แคโพรแล็กแทม แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ ชนิดแข็ง (flake) ต้องเป็นเกล็ด หรือผลึก มีสีขาว และชนิดเหลว (molten) ต้องเป็นของเหลวใสที่อุณหภูมิสูงกว่า 69 องศาเซลเซียส ซึ่งทั้ง 2 ชนิด ต้องปราศจากสิ่งแปลกปลอมที่มองเห็นได้ ในปี พ.ศ. 2535 ประเทศไทยมีการนำเข้า แคโพรแล็กแทม จากต่างประเทศกว่า 50,000 ตัน คิดเป็นมูลค่าประมาณ 200,000 ล้านบาท เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ และอุตสาหกรรมทำผ้าใบสำหรับยางรถยนต์เป็นส่วนใหญ่ซึ่ง แคโพรแล็กแทม ที่นำเข้าปกติจะอยู่ในรูปของแข็ง และจะไม่มีอันตรายต่อการเก็บรักษา และการขนส่ง โดยผู้ใช้ต้องทำให้อยู่ในสภาพเหลวก่อนนำเข้าสู่กระบวนการผลิต ทำให้ความสม่ำเสมอของคุณภาพ และความบริสุทธิ์ เป็นไปตามมาตรฐานจนถึงมือผู้ซื้อ อีกทั้งยังสามารถนำเข้าสู่กระบวนการผลิตได้โดยตรง ถังบรรจุที่ทำขึ้นเป็นพิเศษ คือ ต้องบรรจุ แคโพรแล็กแทม ในภาชนะบรรจุที่สะอาด แห้ง แข็งแรง ทนทาน ที่ทำด้วยเหล็กกล้าไร้สนิม (stainless steel) ที่สามารถป้องกันอากาศและความชื้นได้ และต้องมีท่อหรือส่วนหุ้มภาชนะ (jacket) ที่มีไอน้ำเพื่อให้ความร้อน มีฉนวนหุ้มกันการสูญเสียความร้อนอยู่ภายนอก และอยู่ภายใต้ความดันของก๊าซไนโตรเจนที่มีปริมาณออกซิเจนไม่เกิน 10 ส่วนในล้านส่วนโดยปริมาตร (10 ppm) ซึ่งวิธีนี้จะทำให้สามารถควบคุมคุณภาพและความบริสุทธิ์ของแคโพรแล็กแทม และจัดส่งแคโพรแล็กแทมที่ได้มาตรฐานเข้าสู่ระบบการผลิตได้โดยตรง ปัจจุบันประเทศไทยยังสามารถผลิตแคโพรแล็กแทมที่ผลิตได้ในประเทศส่งขายยังต่างประเทศได้อีกด้วย แคโพรแล็กแทม ผลิตโดยขั้นตอนโพลิเมอไรเซชัน (polymerization) ซึ่งเป็นกระบวนการผลิตที่ซับซ้อน และจัดได้ว่าเป็นเทคโนโลยีระดับสูงของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี โดยใช้วัตถุดิบในการผลิตหลัก 3 ชนิด คือกำมะถัน (ซัลเฟอร์) แอมโมเนีย และไซโคลเฮกเซนซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากปิโตรเลียม ขั้นต่อมาในกระบวนการผลิต กำมะถันจะถูกแปรรูปไปเป็นกรดกำมะถัน (กรดซัลฟิวริก) แอมโมเนียมเปลี่ยนเป็นไฮดรอกซิลามีน และไซโคลเฮกเซนเปลี่ยนเป็นไซโคลเฮกซาโนน ตามลำดับ สารเคมีทั้ง 3 ชนิดนี้จะรวมกันเป็นผลิตภัณฑ์ 2 ประเภท คือ แคโพรแล็กแทม 3 ส่วน (ประมาณ 70,000 ตันต่อปี) และแอมโมเนียซัลเฟตซึ่งถือเป็นผลผลิตร่วม (by product) 4 ส่วน (ประมาณ 280,000 ตันต่อปี) ของผลผลิตจากกระบวนการโพลิเมอไรเซซันและยังได้ผลผลิตร่วมอื่นๆ อีก เช่น กรดซัลฟิวริก mix oil ฯลฯ ซึ่งแอมโมเนียมซัลเฟตที่เป็นผลผลิตร่วมที่สำคัญนี้จะนำไปผลิตเป็นปุ๋ยสำหรับใช้ในการเกษตร และยังสามารถใช้เป็นปุ๋ยได้โดยตรงสำหรับพืชผล เช่น ข้าว ข้าวโพด และอ้อย หรือสามารถใช้เป็นส่วนผสมหลักสำหรับปุ๋ย NPK ความต้องการปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตของประเทศไทยมากถึงปีละ 500,000 ตัน ซึ่งในอดีตที่ผ่านมานั้นประเทศไทยต้องนำเข้าปุ๋ยชนิดนี้ทั้งหมดจากต่างประเทศ แต่ผลผลิตร่วมที่เกิดจากการผลิตแคโพรแล็กแทม ทำให้ได้ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตถึงปีละ 280,000 ตัน ดังนั้น ปุ๋ยแอมโมเนียมซัลเฟตจะช่วยลดการนำเข้าปุ๋ยจากต่างประเทศ และยังช่วยพัฒนา และไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทางเกษตรของประเทศอีกด้วย จึงนับได้ว่าแคโพรแล็กแทมเป็นผลิตภัณฑ์พื้นฐานสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมขั้นสูงสำหรับประเทศไทยที่สำคัญ ลดการนำเข้าจึงเป็นการประหยัดเงินตราในประเทศ ช่วยฟื้นฟูเศรษฐกิจ เพิ่มการจ้างงาน สามารถนำทรัพยากรในประเทศมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังสามารถส่งขายยังต่างประเทศเป็นการเพิ่มรายได้ให้กับประเทศ อีกทั้งยังสนับสนุนการเกษตรกรรมของประเทศอีกด้วย

คาโปรแลคตัม  การใช้งาน: คาโปรแลคตัม เป็นวัตถุดิบที่สำคัญของการผลิต ไนลอน6 ซึ่งเป็นวัตถุดิบของ เครื่อง

อุปโภคบริโภคตมากมาย โดยเฉพาะอุปกรณ์ต่างๆในรถยนต์  คาโปรแลคตัม (Caprolactam) เป็นสารตั้งต้นในการผลิต

พลาสติก Polyamide 6 (PA 6)  คาโปรแลกตัม ซึ่งเป็นวัตถุดิบในการผลิตเม็ดไนลอนที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่อเนื่องต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วนยานยนต์, อุตสาหกรรมสิ่งทอ/ผ้าใบ/ผ้าร่ม และอุตสาหกรรมผลิตสินค้าประมง เช่น แหอวน

Caprolactam (CPL) is an organic compound with the formula (CH2)5C(O)NH. This colourless solid is a lactam or a cyclic amide of caproic acid. Approximately 4.5 billion kilograms are produced annually. Caprolactam is the precursor to Nylon 6, a widely used synthetic polymer. Caprolactam was first described in the late 1800s when it was prepared by the cyclization of ε-aminocaproic acid, the product of the hydrolysis of caprolactam. Given the commercial significance of Nylon-6, many methods have been developed for the production of caprolactam. Most of the caprolactam is synthesised from cyclohexanone, which is first converted to its oxime. Treatment of this oxime with acid induces the Beckmann rearrangement to give caprolactam. The immediate product of the acid-induced rearrangement is the bisulfate salt of caprolactam. This salt is neutralized with ammonia to release the free lactam and cogenerate ammonium sulfate. In optimizing the industrial practices, much attention is directed toward minimizing the production of ammonium salts.

The other major industrial route involves formation of the oxime from cyclohexane using nitrosyl chloride. The advantage of this method is that cyclohexane is less expensive than cyclohexanone. In earlier times, caprolactam was prepared by treatment of caprolactone with ammonia.

Almost all caprolactam produced goes into the production of Nylon-6. The conversion entails a ring-opening polymerization:

 n (CH2)5C(O)NH → [(CH2)5C(O)NH]n

Nylon-6 is widely used in fibers and plastics.

Caprolactam is an irritant and is mildly toxic, with an LD50 of 1.1 g/kg (rat, oral). In 1991, it was included on the list of hazardous air pollutants by the U.S. Clean Air Act of 1990. It was subsequently removed from the list in 1996. In water, caprolactam hydrolyzes to aminocaproic acid, which is used medicinally.

As of 2011 caprolactam had the unusual status of being the only chemical in the International Agency for Research on Cancer's lowest hazard category, Group 4 "probably not carcinogenic to humans".

Currently, there is no official permissible exposure limit set for workers handling caprolactam in the United States. The recommended exposure limit is set at 1 mg/m3 over an eight-hour work shift for caprolactam dusts and vapors. The short-term exposure limit is set at 3 mg/m3 for caprolactam dusts and vapors.

Today most of the caprolactam is used for the production of fibers and filaments made of Polyamide 6, used in the textile and other industries. Engineering plastics are another important market for caprolactam with a broad range of applications.

The picture shows an intake manifold made of Durethan BKV 30 H 2.0, PA 6

In addition to these main areas of applications, caprolactam is also processed by anionic polymerisation to produce monomer-cast polyamide articles. Caprolactam is also used in numerous special applications.

Examples for applications

Molded Components

Carpets

Packaging films

Brushes

Flews

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ ฝ่ายขาย

Thai Poly Chemicals Co., Ltd.

บริษัท ไทยโพลีเคมิคอล จำกัด

ที่อยู่36/5 ม.9  แขวง/ตำบลนาดี  เขต/อำเภอเมืองสมุทรสาคร  จังหวัดสมุทรสาคร รหัสไปรษณีย์74000

Tel.: 034854888, 034496284

Fax.: 034854899, 034496285

Mobile: 0824504888, 0800160016

Website : www.thaipolychemicals.com

Email1 : thaipolychemicals@hotmail.com

Email2 : info@thaipolychemicals.com