اتیلن گلیکول Ethylene glycol

اتیلن گلیکول Ethylene glycol

اتیلن گلیکول یک ترکیب آلی به فرمول 2(CH2OH) است .این ماده مایعی بی­رنگ ،بدون بو ،شیرین مزه و چسبناک دارای فراریت اندک و ویسکوزیته پایین بوده و جاذب آب در ساختار مولکولی خود است و به­علت داشتن گروه هیدروکسیل خواص معمولی الکل­ها را دارا بوده و در آب و بسیاری از مایعات آلی محلول است.

این ماده به­طور عمده به­منظور دستیابی به دو هدف متفاوت استفاده می‌شود: هدف اول به­عنوان ماده خام در تولید فیلم­های پلی­استری و هدف دوم برای تهیه فرمولاسیون مواد ضدیخ است. علاوه بر آن این ماده حالتی سمی دارد و حیوانات خانگی ممکن است در اثر چکه مواد ضدیخ از اتومبیل­ها در معرض مسمومیت ناشی از اتیلن گلیکول قرار بگیرند.

کاربردهای اتیلن گلیکول

۵۰ درصد از مصارف اتیلن گلیکول به تولید مواد ضدیخ اختصاص داده می‌شود و ۴۰ درصد نیز تولید مواد خامی است که در ساخت پلی­استرهایی مانند پلی­اتیلن ترفتالات به­کار برده می­شوند.

خنک­کننده­ها و عامل­های انتقال گرما

کاربرد اصلی اتیلن گلیکول به عنوان وسیله و یا یک میانجی در انتقال حرارت همرفتی در خودروها و یا کامپیوترهایی می­باشد که به کمک مایعات خنک می­شوند. علاوه بر این پلیمر یاد­شده در سیستم­های تهویه هوای مجهز به آب خنک و یا سیستم­هایی استفاده می‌شود که باید در دمای کمتر از دمای انجماد آب خنک شوند. در سیستم­های گرم­کننده و یا خنک­کننده­ی زمین گرمایی نیز اتیلن گلیکول نقش نوعی مایع را دارد که گرما را از طریق پمپ­های زمین گرمایی انتقال می­دهد. اتیلن گلیکول با توجه به آن که برای یک سیستم گرمایشی و یا سرمایی انتخاب می­شود، انرژی لازم خود را از منابعی مانند رودخانه، اقیانوس و یا چاه آب دریافت می‌کند و گرما را به مناطق چاه مانند منتقل می‌کند. ظرفیت گرمایی اتیلن گلیکول خالص یک و نیم برابر بیشتر از آب است، بنابراین پلیمر یاد شده علاوه بر آن­که از ماده در برابر انجماد حفاظت می‌کند و نقطه جوش را نیز بالا می­برد و همچنین می­تواند ظرفیت گرمایی ویژه در ترکیبات آبی را در مقایسه با آب خالص کاهش دهد. شکل­گیری حباب­های بزرگ در مسیرهای خنک­کننده موتورهای احتراقی داخلی به­طور حتم باعث می‌شود تا جریان گرمایی از این نواحی دور شود ولی انتقال گرمایی حباب­های کوچک در این مرحله پیشنهاد نمی‌شود.

ضد یخ:

اتیلن گلیکول خالص در دمای منفی ۱۲ درجه سانتی­گراد و یا ۱۰.۴ درجه فارنهایت منجمد می‌شود ولی زمانی که این ماده با آب ترکیب می­شود ترکیب به دست آمده در دمای پایین‌تری منجمد می‌شود. به­عنوان مثال ترکیب ۶۰ درصدی اتیلن گلیکول با ۴۰ درصد از آب در دمای منفی ۴۵ درجه سانتی­گراد و یا منفی ۴۹ درجه فارنهایت منجمد می­شود. دی اتیلن گلیکول نیز رفتاری مشابه دارد. کاهش دمای انجماد در تعدادی از ترکیب­ها می­تواند در قالب ویژگی‌های تجمعی و یا جمعی یک محلول توضیح داده شود اما در ترکیباتی که دارای غلظت بالایی می­باشند مانند مواردی که ذکر شد، ممکن است انحرافاتی از رفتارهای اصلی محلول به­وجود بیاید که این موضوع ناشی از اثر نیروهای بین مولکولی است. نسبت­های ترکیبی برای اتیلن گلیکول و پروپیلن گلیکول با یکدیگر تفاوت دارند، به­عنوان مثال این نسبت برای اتیلن گلیکول برابر با ۳۰ به ۷۰ و یا ۳۵ به ۶۵ می­باشد اما همین مقدار برای پروپیلن گلیکول برابر با ۳۵ به ۶۵ و یا ۴۰ به ۶۰ است. این ترکیب در پایین‌ترین دمای عملکردی در برابر انجماد مقاوم می­باشد. از آن­جایی که دمای انجماد این ماده کمتر می‌باشد اتیلن گلیکول به عنوان مایع ضدیخ برای شیشه جلوی اتومبیل و هواپیما و همچنین به­عنوان ماده ضدیخ در موتورهای خودرو به­کار برده می­شود. ترکیب اتیلن گلیکول و آب هم می‌تواند از نظر شیمیایی با نام ترکیب غلیظ گلیکول و یا محلول آن شناخته شود. استفاده از پلیمر یاد شده نه تنها نقطه انجماد ترکیبات مایع را کاهش می‌دهد بلکه می‌تواند نقطه جوش آن­ها را نیز افزایش دهد. این مورد باعث می‌شود تا گستره دمای کارکردی برای انتقال مایعات گرمایی در دو سر مقیاس افزایش یابد. افزایش دمای جوش ناشی از به­کارگیری اتیلن گلیکول­های خالص است که دارای نقطه جوش خیلی بالاتری هستند و فشار بخار نیز در آن­ها در مقایسه با آب خالص کمتر است.

پیش ماده ای برای پلیمرها:

در صنعت پلاستیک اتیلن گلیکول یک پیش ماده­ی مهم و ضروری برای فیبرها و رزین­های پلی­استری است. پلی­اتیلن ترفتالات که در تولید بطری­های پلاستیکی برای نوشیدنی­های ساده نقش دارد نیز، از اتیلن گلیکول ساخته می­شود.

سایر مصارف:

عامل آب­گیر و یا خشک­کننده:

اتیلن گلیکول در صنعت گاز طبیعی به­کار برده می­شود تا بخار آب را از گاز طبیعی قبل از انجام مراحل بعدی فرآوری بزداید.

جذب رطوبت:

از آن­جایی که نقطه­ی جوش این ماده بالا بوده و پیوستگی بسیاری با آب دارد، به­عنوان یک عامل خشک­کننده به­کار برده می­شود. می­توان اتیلن گلیکول را از گاز طبیعی بازیابی نموده و آن­را دوباره به­عنوان یک بازدارنده پس از خالص­سازی به­کار برد که در آن مرحله آب و نمک­های غیرارگانیک زدوده می­شوند. علاوه بر جدایی، می­توان از این ماده برای کاهش دمای تشکیل هیدرات­ها استفاده کرد. درجه خلوص نوعی از گلیکول که برای سرکوب هیدرات­ها به­کار برده می­شود، معمولاً حدود ۸۰ درصد است و این در حالی است که خلوص گلیکول بکار برده شده برای آب­زدایی به مقدار ۹۵ درصد تا بیش از ۹۹ درصد می­باشد.

مضرات

این ماده نسبتا سمی است و خطر اصلی آن به­دلیل طعم شیرین آن است که می­تواند کودکان و حیوانات را به خود جلب کند و پس از مصرف اتیلن گلیکول به اسید گلیکولیک ‌اکسید می­شود که آن نیر به نوبه­ی خود به اسیداگزالیک اکسید می­شود که ماده­ای سمی است. این ماده و محصولات جانبی آن که در داخل بدن تولید می­شود ابتدا سیستم عصبی مرکزی و سپس قلب و در آخر کلیه­ها را تحت تاثیر قرار می­دهند. ‌در صورت عدم درمان خورده شدن این ماده، به مقدار کافی کشنده است. وارد شدن این ماده به بدن سالانه تنها در ایالات متحده­ی آمریکا چندین مورد کشته را ثبت می­کند.