اتیلن گلیکول

اتیلن گلیکول ترکیبی آلی، که با نام‌های دیگری همچون مونو اتیلن گلیکول (MEG) نیز شناخته می‌شود که در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و محصولات روزمره ما را تشکیل می‌دهد. از محافظت موتور خودرو شما در سرمای زمستان گرفته تا تولید الیاف لباس‌هایی که می‌پوشید، ردپای این ماده ارزشمند به وضوح دیده می‌شود.

ساختار شیمیایی اتیلن گلیکول

اتیلن گلیکول با فرمول شیمیایی C2​H6​O2​ یا (CH2​OH)2​ ، ساده‌ترین عضو از خانواده دی‌الکل‌ها (یا دیول‌ها) است. ساختار مولکولی آن شامل یک زنجیره دو کربنی است که به هر یک از اتم‌های کربن، یک گروه هیدروکسیل (OH-) متصل شده است. همین ساختار منحصربه‌فرد و وجود دو گروه هیدروکسیل، دلیل اصلی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی برجسته آن مانند حلالیت بالا در آب و توانایی فوق‌العاده در کاهش نقطه انجماد است. این گروه‌های هیدروکسیل به مولکول اجازه می‌دهند تا به راحتی پیوندهای هیدروژنی قوی با مولکول‌های آب برقرار کند و ساختار کریستالی یخ را مختل نماید.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی اتیلن گلیکول

درک خصوصیات فیزیکی و شیمیایی برای هر ماده اولیه شیمیایی ضروری است. اتیلن گلیکول به عنوان یک محصول صنعتی دارای ویژگی‌های زیر است که آن را برای کاربردهای مختلف ایده‌آل می‌سازد:

• شکل ظاهری: مایعی شفاف، بی‌رنگ و بدون بو.
• طعم: دارای طعمی شیرین است (توجه: این ماده سمی است و چشیدن آن اکیداً ممنوع است).
• نقطه جوش: حدود ۱۹۷ درجه سانتی‌گراد (۳۸۷ درجه فارنهایت) که به آن اجازه می‌دهد به عنوان یک سیال انتقال حرارت عالی عمل کند.
• نقطه انجماد: حدود منفی ۱۳ درجه سانتی‌گراد (۹ درجه فارنهایت). اما قابلیت اصلی آن زمانی آشکار می‌شود که با آب مخلوط شود و بتواند نقطه انجماد را تا منفی ۴۵ درجه سانتی‌گراد نیز کاهش دهد.
• ویسکوزیته (گرانروی): نسبت به آب ویسکوزیته بالاتری دارد و بافتی کمی روغنی و شربت‌مانند دارد.
• حلالیت: به دلیل ساختار قطبی، به طور کامل در آب و بسیاری از حلال‌های آلی مانند الکل‌ها قابل امتزاج است.
• خورندگی: به خودی خود خورندگی پایینی دارد، اما در فرمولاسیون‌های ضدیخ، معمولاً با افزودنی‌های ضدخوردگی همراه می‌شود تا از قطعات فلزی سیستم خنک‌کننده محافظت کند.

کاربردهای اتیلن گلیکول

تطبیق‌پذیری این ماده منجر به استفاده گسترده از آن در صنایع گوناگون شده است. در ادامه به مهم‌ترین کاربردهای آن اشاره می‌کنیم:

تولید ضدیخ و خنک‌کننده

شاید شناخته‌شده‌ترین کاربرد اتیلن گلیکول، استفاده از آن به عنوان ماده اصلی در تولید ضد یخ خودرو و سیالات خنک‌کننده صنعتی باشد. توانایی این ماده در کاهش نقطه انجماد و افزایش نقطه جوش آب، آن را به گزینه‌ای بی‌رقیب برای محافظت از موتورها در برابر یخ‌زدگی در زمستان و جوش آوردن در تابستان تبدیل کرده است.

تولید الیاف پلی استر و رزین PET

بخش بزرگی از تولید جهانی مونو اتیلن گلیکول (MEG) به عنوان ماده اولیه در سنتز پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) به کار می‌رود. این پلیمر در تولید الیاف پلی استر برای صنعت نساجی (پوشاک، فرش و پارچه) و همچنین در ساخت بطری‌های پلاستیکی نوشیدنی، فیلم‌های بسته‌بندی و رزین PET کاربرد فراوان دارد.

سیال انتقال حرارت

به لطف نقطه جوش بالا و ظرفیت حرارتی مناسب، از اتیلن گلیکول در سیستم‌های تهویه مطبوع (HVAC)، چیلرها، سیستم‌های گرمایش خورشیدی و فرآیندهای صنعتی که نیاز به یک سیال انتقال حرارت پایدار دارند، استفاده می‌شود.

کاربردهای دیگر

• عامل آب‌زدا (Dehydrating Agent): در خطوط لوله گاز طبیعی برای حذف مولکول‌های آب و جلوگیری از تشکیل کلاترات‌های گازی استفاده می‌شود.
• حلال صنعتی: به عنوان یک حلال در صنایع رنگ، رزین و جوهر کاربرد دارد.
• ماده اولیه در سنتزهای شیمیایی: در تولید محصولاتی مانند دی‌اتیلن گلیکول، تری‌اتیلن گلیکول و خازن‌های الکترولیتی به کار می‌رود.

مزایای اتیلن گلیکول

استفاده از اتیلن گلیکول به عنوان یک ماده اولیه صنعتی، مزایای قابل توجهی را به همراه دارد:

• کارایی بالا: عملکرد فوق‌العاده در تغییر خواص حرارتی آب (کاهش نقطه انجماد و افزایش نقطه جوش).
• هزینه مقرون‌به‌صرفه: تولید این ماده در مقیاس انبوه، آن را به گزینه‌ای اقتصادی برای کاربردهای مختلف تبدیل کرده است.
• دسترسی آسان: به عنوان یک محصول پتروشیمی پایه، به طور گسترده در بازارهای جهانی در دسترس است.
• پایداری شیمیایی: دارای پایداری مناسبی است که طول عمر آن را در سیستم‌های بسته افزایش می‌دهد.

معایب اتیلن گلیکول

با وجود مزایای فراوان، مهم‌ترین عیب اتیلن گلیکول سمی بودن آن برای انسان و حیوانات است.

• سمیت: مصرف خوراکی آن حتی در مقادیر کم می‌تواند بسیار خطرناک باشد و منجر به آسیب شدید کلیوی، مشکلات عصبی و حتی مرگ شود. طعم شیرین آن متاسفانه می‌تواند حیوانات خانگی و کودکان را جذب کند.
• اثرات زیست‌محیطی: اگرچه زیست‌تخریب‌پذیر است، اما رهاسازی مقادیر زیاد آن در محیط زیست می‌تواند به آبزیان آسیب برساند. به همین دلیل مدیریت پسماند آن از اهمیت بالایی برخوردار است.

ایمنی و نگهداری اتیلن گلیکول

رعایت نکات ایمنی در هنگام کار، حمل و نقل و نگهداری اتیلن گلیکول برای جلوگیری از خطرات احتمالی الزامی است.

• تجهیزات حفاظت فردی (PPE): هنگام کار با این ماده باید از دستکش‌های مقاوم شیمیایی، عینک ایمنی و لباس کار مناسب استفاده کرد تا از تماس پوستی و چشمی جلوگیری شود.
• تهویه: انبار و محل کار باید دارای تهویه مناسب باشد تا از تجمع بخارات آن جلوگیری گردد.
• انبارداری: اتیلن گلیکول باید در ظروف دربسته، مقاوم و دارای برچسب‌گذاری واضح، دور از منابع حرارتی، جرقه‌ و مواد اکسیدکننده قوی نگهداری شود.
• اقدامات اضطراری: در صورت تماس با پوست یا چشم، ناحیه را فوراً با آب فراوان شستشو دهید. در صورت بلعیده شدن، سریعاً به مراکز درمانی مراجعه کنید. هرگز فرد مسموم را وادار به استفراغ نکنید.
• مدیریت نشت: در صورت نشت، با استفاده از مواد جاذب مانند ماسه یا خاک اره، آن را جمع‌آوری کرده و طبق مقررات محلی دفع نمایید.