فروش ویژه
چکیده
اتیلن گلایکول، که با نام سیستماتیک آیوپاک اتان-۱،۲-دیال نیز شناخته میشود، یک ترکیب شیمیایی آلی با فرمول مولکولی C₂H₆O₂ است. این ماده به طور گسترده در صنایع مختلف صنعتی و تجاری کاربرد دارد و به دلیل خواص منحصر به فرد خود، از اهمیت ویژهای برخوردار است.
از نظر ساختاری، اتیلن گلایکول ساده‌ترین عضو خانواده گلایکولها است و یک الکل دوتایی (دیال) محسوب میشود زیرا دارای دو گروه هیدروکسیل (-OH) است که به اتم‌های کربن مجاور متصل شده‌اند. این آرایش ساختاری به آن اجازه می‌دهد تا پیوندهای هیدروژنی قوی با آب تشکیل دهد.
مقدمه | اتیلن گلایکول
- اتیلن گلایکول چیست؟
- کاربردهای گسترده اتیلن گلایکول در صنایع
- مزایای کلیدی استفاده از اتیلن گلایکول
- معایب و ملاحظات ایمنی اتیلن گلایکول
- استانداردها و مقررات مربوط به اتیلن گلایکول
- روش‌های انبارش و نگهداری ایمن اتیلن گلایکول
- صنایع کلیدی مصرف کننده اتیلن گلایکول
- نتیجه‌گیری و چشم‌انداز
اتیلن گلایکول چیست؟
اتیلن گلایکول، که با نام سیستماتیک آیوپاک اتان-۱،۲-دیال نیز شناخته میشود، یک ترکیب شیمیایی آلی با فرمول مولکولی C₂H₆O₂ است. این ماده به طور گسترده در صنایع مختلف صنعتی و تجاری کاربرد دارد و به دلیل خواص منحصر به فرد خود، از اهمیت ویژهای برخوردار است.
از نظر ساختاری، اتیلن گلایکول ساده‌ترین عضو خانواده گلایکولها است و یک الکل دوتایی (دیال) محسوب میشود زیرا دارای دو گروه هیدروکسیل (-OH) است که به اتم‌های کربن مجاور متصل شده‌اند. این آرایش ساختاری به آن اجازه می‌دهد تا پیوندهای هیدروژنی قوی با آب تشکیل دهد.
اتیلن گلایکول در شرایط عادی یک مایع بی‌رنگ، بی‌بو و با طعم شیرین است. نقطه ذوب آن در حدود -12.9 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن تقریباً 197.3 درجه سانتیگراد است. این بازه دمایی وسیع در حالت مایع، آن را برای کاربردهای متنوع در دماهای مختلف مناسب می‌سازد. این ماده دارای ویسکوزیته متوسط است و به خوبی با آب و بسیاری از حلال‌های آلی امتزاج می‌یابد. فشار بخار آن در دمای اتاق پایین است و توانایی جذب رطوبت از هوا را دارد.
اتیلن گلایکول با نام‌های مترادف متعددی شناخته میشود که از جمله آن‌ها می‌توان به مونواتیلن گلایکول (MEG)، ۱،۲-اتان دیول، اتیلن الکل و گلیکول اشاره کرد. شماره ثبت CAS آن 107-21-1 است.
جدول 1: خواص فیزیکی و شیمیایی اتیلن گلایکول
| خاصیت | مقدار |
|---|---|
| فرمول شیمیایی | C₂H₆O₂ |
| جرم مولی | 62.07 گرم بر مول |
| ظاهر | مایع بی‌رنگ |
| بو | بی‌بو |
| دانسیته | 1.1132 گرم بر سانتی‌متر مکعب |
| نقطه ذوب | -12.9 درجه سانتیگراد |
| نقطه جوش | 197.3 درجه سانتیگراد |
| حلالیت در آب | قابل امتزاج |
| فشار بخار | 7.99 پاسکال در 20 درجه سانتیگراد |
| ویسکوزیته | 1.61×10⁻² پاسکال-ثانیه |
| نقطه اشتعال | 111 درجه سانتیگراد (ظرف بسته) |
| دمای خوداشتعالی | 410 درجه سانتیگراد |
| محدوده انفجارپذیری (حجم) | 3.2–15.2% |
کاربردهای گسترده اتیلن گلایکول در صنایع
اتیلن گلایکول به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد خود، کاربردهای بسیار متنوعی در صنایع مختلف دارد.
صنعت ضد یخ و خنک کننده
یکی از مهم‌ترین کاربردهای اتیلن گلایکول، استفاده از آن به عنوان عامل ضد یخ در سیستم‌های خنک کننده خودروها، سیستم‌های تهویه مطبوع و خنک کننده‌های موتور هواپیما است. توانایی آن در کاهش نقطه انجماد آب به حدود -45 درجه سانتیگراد در مخلوط‌های خاص (60% اتیلن گلایکول و 40% آب)، از یخ زدن مایعات در دماهای پایین جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، اتیلن گلایکول به جلوگیری از خوردگی و رسوب در سیستم‌های خنک کننده کمک می‌کند. همچنین به عنوان مایع یخ‌زدا برای هواپیما و باند فرودگاه‌ها نیز کاربرد دارد.
جدول 2: رابطه غلظت اتیلن گلایکول و دمای انجماد
| درصد اتیلن گلایکول در آب | نقطه انجماد (°C) | نقطه انجماد (°F) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 32 |
| 10 | -3 | 27 |
| 20 | -7 | 19 |
| 30 | -13 | 9 |
| 40 | -23 | -9 |
| 50 | -37 | -34 |
| 60 | -52 | -62 |
| 70 | -55 | -67 |
| 80 | -49 | -56 |
| 90 | -37 | -34 |
| 100 | -13 | 9 |
تولید پلیمرها و پلاستیک‌ها
اتیلن گلایکول ماده اولیه بسیار مهمی در تولید پلیمرها و پلاستیک‌ها به شمار می‌رود. به طور خاص، در تولید پلی استرها و رزین‌های پلی اتیلن ترفتالات (PET) که در ساخت بطری‌های نوشیدنی و الیاف به کار می‌روند، نقش اساسی دارد. تخمین زده میشود که 70 تا 80 درصد از مونواتیلن گلایکول (MEG) در فرآیند تولید پلی استر استفاده میشود. همچنین در تولید فایبرگلاس که در محصولاتی مانند جت اسکی و وان حمام کاربرد دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
صنایع نساجی و الیاف
در صنایع نساجی، اتیلن گلایکول در تولید الیاف پلی استر برای پوشاک، اثاثه یا لوازم داخلی، فرش و بالش به کار می‌رود. علاوه بر این، به عنوان یک مرطوب کننده در تولید الیاف و پارچه‌ها نیز نقش دارد.
کاربرد در صنعت نفت و گاز
اتیلن گلایکول در صنعت نفت و گاز به عنوان یک عامل آب‌زدا برای حذف آب از گاز طبیعی و جلوگیری از تشکیل هیدرات استفاده میشود. همچنین در مایعات هیدرولیک مورد استفاده در تجهیزات زیردریایی نفت و گاز نیز کاربرد دارد.
نقش در صنایع رنگ، جوهر و چسب
در صنایع رنگ، جوهر و چسب، اتیلن گلایکول به عنوان حلال، افزایش دهنده ویسکوزیته و کاهش دهنده فراریت در جوهرها و رنگ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استفاده در صنایع دارویی و پزشکی
اتیلن گلایکول به عنوان ماده اولیه در تولید برخی واکسن‌ها (نه در تزریق نهایی) به کار می‌رود. همچنین به عنوان نگهدارنده برای نمونه‌های بیولوژیکی و در برخی داروهای موضعی نیز استفاده میشود.
سایر کاربردهای صنعتی و تجاری
از دیگر کاربردهای اتیلن گلایکول می‌توان به تولید خازن در صنعت الکترونیک، تیمار و پیشگیری از پوسیدگی چوب، استفاده به عنوان براق کننده برای زیورآلات و خودروها، و در تولید مواد منفجره مانند دینامیت (اتیلن گلیکول دی نیترات) اشاره کرد.
مزایای کلیدی استفاده از اتیلن گلایکول
استفاده از اتیلن گلایکول در صنایع مختلف مزایای متعددی به همراه دارد.
خواص عالی انتقال حرارت
اتیلن گلایکول در مقایسه با سایر گلیکول‌ها، نرخ انتقال حرارت بهتری دارد. رسانایی حرارتی بالای آن، این ماده را برای استفاده در سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) بسیار مناسب می‌سازد.
توانایی کاهش نقطه انجماد و افزایش نقطه جوش
این ماده توانایی چشمگیری در کاهش نقطه انجماد آب و افزایش نقطه جوش آن دارد. این خاصیت، محافظت عالی در برابر یخ زدگی در دماهای بسیار پایین را فراهم می‌کند و همچنین دامنه دمایی عملکرد سیستم‌های خنک کننده و گرمایشی را گسترش می‌دهد.
نقش به عنوان ماده اولیه مهم
اتیلن گلایکول یک ماده اولیه اساسی در تولید پلی استر و PET است که مواد بسیار پرکاربردی در صنایع مختلف هستند. همچنین به عنوان پیش ماده در سنتز بسیاری از مواد شیمیایی دیگر نیز به کار می‌رود.
کاربرد به عنوان جاذب رطوبت و خشک کننده
خاصیت جذب رطوبت بالای اتیلن گلایکول، آن را در خشک کردن گاز طبیعی و همچنین به عنوان مرطوب کننده در صنایع مختلف بسیار مفید می‌سازد.
مزایا در کاربردهای خاص صنعتی
اتیلن گلایکول به بهبود ویسکوزیته و کاهش فراریت جوهر کمک می‌کند. همچنین از خوردگی و رشد میکروبی در سیستم‌های خنک کننده جلوگیری می‌کند. در تولید مواد منفجره با قابلیت استفاده در هوای سرد نیز کاربرد دارد.
معایب و ملاحظات ایمنی اتیلن گلایکول
با وجود مزایای فراوان، استفاده از اتیلن گلایکول معایب و خطراتی نیز به همراه دارد که باید به آن‌ها توجه شود.
سمیت و خطرات برای سلامتی انسان و حیوانات
اتیلن گلایکول یک ماده سمی است و بلعیدن آن میتواند منجر به مسمومیت شدید شود. طعم شیرین آن میتواند برای کودکان و حیوانات خانگی جذاب باشد و خطر مسمومیت تصادفی را افزایش دهد. مسمومیت با اتیلن گلایکول میتواند به آسیب جدی به کلیه‌ها، سیستم عصبی مرکزی و قلب منجر شود. متابولیسم اتیلن گلایکول در بدن منجر به تولید متابولیت‌های سمی مانند اسید گلیکولیک و اسید اگزالیک میشود که عامل اصلی اثرات مضر آن هستند.
اثرات زیست‌محیطی و ملاحظات دفع
اتیلن گلایکول در محیط زیست نسبتاً پایدار است و میتواند برای چندین روز تا چند هفته در هوا، آب و خاک باقی بماند. دفع نامناسب آن میتواند منجر به آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی شود. بنابراین، رعایت روش‌های صحیح دفع برای به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی ضروری است.
اقدامات احتیاطی و دستورالعمل‌های ایمنی در کار با اتیلن گلایکول
کار با اتیلن گلایکول نیازمند رعایت دقیق اقدامات احتیاطی و دستورالعمل‌های ایمنی است. استفاده از تجهیزات محافظت شخصی (PPE) شامل دستکش، عینک ایمنی و لباس محافظ در هنگام کار با این ماده ضروری است. همچنین اطمینان از تهویه مناسب در محل کار برای جلوگیری از استنشاق بخارات آن بسیار مهم است. در صورت نشت یا ریختن ماده، باید از روش‌های صحیح مهار و پاکسازی با استفاده از مواد جاذب استفاده شود.
استانداردها و مقررات مربوط به اتیلن گلایکول
تولید و استفاده از اتیلن گلایکول تحت استانداردها و مقررات مختلفی در سطح بین‌المللی و منطقه‌ای قرار دارد.
استانداردهای تولید و کیفیت
استانداردهایی مانند ASTM E202 و E1119 برای آنالیز و تعیین مشخصات اتیلن گلایکول صنعتی تدوین شده‌اند. این استانداردها روش‌های آزمون و محدودیت‌های مربوط به خلوص، اسیدیته، محدوده تقطیر و سایر خواص مهم را تعیین می‌کنند.
استانداردهای ایمنی و بهداشت شغلی
سازمان‌هایی مانند OSHA و ACGIH مقادیر مجاز مواجهه شغلی (PEL) و آستانه حدود مجاز (TLV) را برای اتیلن گلایکول تعیین کرده‌اند. به عنوان مثال، ACGIH حد مجاز مواجهه سقفی 100 میلی‌گرم بر متر مکعب را برای اتیلن گلایکول (به صورت آئروسل) توصیه می‌کند که نباید در هیچ زمانی از آن تجاوز شود.
جدول 3: مقادیر مجاز مواجهه شغلی اتیلن گلایکول
| سازمان | نوع حد مجاز | مقدار |
|---|---|---|
| OSHA | PEL (STEL) | 40 ppm (100 mg/m³) |
| ACGIH | TLV (Ceiling) | 25 ppm (vapor fraction) |
| ACGIH | TLV (Ceiling) | 50 ppm (vapor fraction), 10 mg/m³ (aerosol) |
| ACGIH | TLV (Ceiling) | 39 ppm (aerosol) |
| CAL/OSHA | PEL (Ceiling) | 40 ppm (100 mg/m³) |
| NIOSH | REL (Ceiling) | 40 ppm (100 mg/m³) |
مقررات بین‌المللی و منطقه‌ای
اتیلن گلایکول تحت مقررات بین‌المللی مانند REACH در اروپا و مقررات منطقه‌ای مانند TSCA در ایالات متحده تنظیم میشود. این مقررات جنبه‌های مختلف تولید، استفاده، واردات و صادرات این ماده شیمیایی را کنترل می‌کنند و برچسب‌گذاری مناسب با اطلاعات ایمنی و خطرات را الزامی می‌دانند.
روش های انبارش و نگهداری ایمن اتیلن گلایکول
انبارش و نگهداری ایمن اتیلن گلایکول برای جلوگیری از حوادث و حفظ کیفیت ماده بسیار مهم است.
شرایط مناسب انبارش
اتیلن گلایکول باید در مکان‌های خنک، خشک و با تهویه مناسب نگهداری شود. باید از قرار دادن آن در معرض گرما، منابع اشتعال و مواد ناسازگار مانند اکسیدکننده‌های قوی، اسیدهای قوی و بازهای قوی خودداری شود.
توصیه‌های مربوط به ظروف و بستهبندی
برای نگهداری اتیلن گلایکول باید از ظروف دربسته و مقاوم در برابر مواد شیمیایی استفاده شود. هرگز نباید آن را در ظروفی که قبلاً برای مواد غذایی استفاده شده‌اند، نگهداری کرد. ظروف باید به طور واضح برچسب‌گذاری شوند و اطلاعات ایمنی مربوطه را داشته باشند.
روش‌های ایمن جابجایی و حمل و نقل
در هنگام جابجایی و حمل و نقل اتیلن گلایکول، باید دستورالعمل‌های ایمنی مربوطه رعایت شود. استفاده از تجهیزات مناسب جابجایی و آموزش کارکنان در این زمینه ضروری است.
اقدامات اضطراری در صورت نشت یا ریختن
در صورت نشت یا ریختن اتیلن گلایکول، باید فوراً اقدامات اضطراری مناسب انجام شود. باید از مواد جاذب برای مهار و پاکسازی نشت استفاده شود و در صورت لزوم، به مراجع مربوطه اطلاع داده شود.
صنایع کلیدی مصرف کننده اتیلن گلایکول
اتیلن گلایکول در طیف گسترده‌ای از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
جدول 4: صنایع کلیدی مصرف کننده اتیلن گلایکول و کاربردهای آن
| صنعت | کاربرد اصلی |
|---|---|
| خودروسازی | تولید ضد یخ و خنک کننده، مایعات ترمز هیدرولیک |
| تولید پلی استر | ماده اولیه برای تولید الیاف، رزین‌ها و فیلم‌های پلی استری |
| هوافضا | عامل یخ‌زدا برای هواپیما و باند فرودگاه |
| گاز طبیعی | حذف بخار آب و جلوگیری از تشکیل هیدرات |
| HVAC | عامل انتقال حرارت در سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع |
| ساخت و ساز | تولید فایبرگلاس، رزین‌ها، حلال‌ها در رنگ‌ها و پوشش‌ها |
| نساجی | تولید الیاف پلی استر، مرطوب کننده در تولید الیاف و پارچه‌ها |
| رنگ و جوهر | حلال، افزایش دهنده ویسکوزیته و کاهش دهنده فراریت در جوهرها و رنگ‌ها |
| داروسازی و پزشکی | ماده اولیه در تولید برخی واکسن‌ها، نگهدارنده نمونه‌های بیولوژیکی، در برخی داروهای موضعی |
| سایر صنایع | تولید خازن، تیمار چوب، براق کننده، تولید مواد منفجره |
نتیجه‌گیری و چشم‌انداز
اتیلن گلایکول یک ترکیب شیمیایی بسیار مهم و پرکاربرد است که نقش حیاتی در صنایع متنوعی ایفا می‌کند. خواص منحصربه‌فرد آن، به ویژه در زمینه انتقال حرارت و کاهش نقطه انجماد، آن را به یک جزء ضروری در تولید ضد یخ و خنک کننده تبدیل کرده است. همچنین، نقش آن به عنوان ماده اولیه کلیدی در تولید پلیمرها و پلاستیک‌ها، به ویژه پلی استر و PET، اهمیت آن را در صنایع نساجی و بستهبندی نشان می‌دهد. علاوه بر این، کاربردهای آن در صنعت نفت و گاز، صنایع رنگ و جوهر، داروسازی و پزشکی، و سایر زمینه‌های صنعتی و تجاری، گستردگی و اهمیت این ترکیب را به خوبی نشان می‌دهد.
با این حال، سمیت اتیلن گلایکول و خطرات آن برای سلامتی انسان و حیوانات، و همچنین اثرات زیست‌محیطی آن، نیازمند رعایت دقیق ملاحظات ایمنی و استانداردهای مربوطه در تولید، انبارش، حمل و نقل و استفاده از آن است. مقررات بین‌المللی و منطقه‌ای، همراه با دستورالعمل‌های ایمنی و بهداشتی، نقش مهمی در کنترل و کاهش خطرات ناشی از این ماده شیمیایی ایفا می‌کنند.
با توجه به روند رو به رشد صنایع مصرف کننده اتیلن گلایکول، انتظار می‌رود که تقاضا برای این ماده شیمیایی در آینده نیز همچنان بالا باشد. پیشرفت‌ها در زمینه تولید و توسعه جایگزین‌های ایمن‌تر و سازگارتر با محیط زیست نیز میتواند چشم‌انداز جدیدی را برای این ترکیب مهم رقم بزند.
سوالات متداول
اتیلن گلایکول، که با نام سیستماتیک آیوپاک اتان-۱،۲-دیال نیز شناخته میشود، یک ترکیب شیمیایی آلی با فرمول مولکولی C₂H₆O₂ است. این ماده به طور گسترده در صنایع مختلف صنعتی و تجاری کاربرد دارد و به دلیل خواص منحصر به فرد خود، از اهمیت ویژهای برخوردار است.
MEG و DEG هر دو از خانوادهی گلایکولها هستند، اما MEG دارای یک واحد مولکولی سادهتر و فرارتر است و بیشتر در ضدیخ استفاده میشود، در حالی که DEG خاصیت چربکنندگی بیشتری دارد و در صنایع آرایشی و بهداشتی یا تولید رنگ و چسب کاربرد دارد.
اغلب بهصورت بشکههای فلزی ۲۲۰ لیتری یا تانکرهای فلهای عرضه میشود. بستهبندی میتواند بسته به حجم سفارش و نیاز مشتری متفاوت باشد.
بله، این ماده به شدت سمی است و نباید بهصورت خوراکی مصرف شود. مصرف آن میتواند منجر به مسمومیت شدید و حتی مرگ شود. استفاده از آن نیازمند رعایت اصول ایمنی و تجهیزات محافظتی است.
اتیلن گلایکول باید در محیطی خنک، خشک و دور از منابع حرارتی یا جرقه نگهداری شود. ظروف باید دربسته و مقاوم در برابر نشت باشند.