مونو اتیلن گلایکول

مونو اتیلن گلیکول (Mono Ethylene Glycol – MEG) یک ترکیب مهم در صنایع شیمیایی و پتروشیمی است که به‌طور گسترده در تولید پلیمرها، حلال‌ها و ترکیبات واسطه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده با فرمول شیمیایی C₂H₆O₂ از خانواده دی‌ال‌ها (الکل‌های دو عاملی) بوده و به‌عنوان ماده پایه در سنتز پلی‌اتیلن‌ترفتالات (PET) نقشی کلیدی دارد. PET یکی از پرکاربردترین پلیمرهای ترموپلاستیک جهان است که در صنایع بسته‌بندی، نساجی و بطری‌سازی استفاده می‌شود.

ساختار مولکولی

مونو اتیلن گلیکول یک ترکیب آلی از خانواده الکل‌های دو عاملی (دی‌ال‌ها) است که به‌طور خاص در دسته دی‌ال‌های ویسینال (vicinal diols) قرار می‌گیرد؛ زیرا دارای دو گروه هیدروکسیل (–OH) است که به دو اتم کربن مجاور متصل شده‌اند.
نام آیوپاک این ترکیب ۱ و ۲–اتان‌دی‌ال بوده و ساده‌ترین عضو خانواده اتیلن گلیکول‌ها محسوب می‌شود.

ساختار مولکولی آن شامل یک زنجیره دوکربنی (اتان) است که هر اتم کربن در آن دارای یک گروه هیدروکسیل بوده و ساختاری خطی و متقارن ایجاد می‌کند.

هندسه مولکولی MEG تحت تأثیر توانایی بالای آن در تشکیل پیوند هیدروژنی قرار دارد. وجود دو گروه هیدروکسیل موجب می‌شود MEG بتواند پیوندهای هیدروژنی درون‌مولکولی و بین‌مولکولی قوی برقرار کند. زاویه پیوند در اطراف اتم‌های کربن به دلیل هیبریداسیون sp³ تقریباً برابر با زاویه چهاروجهی (≈109.5 درجه) است، اما پیوندهای هیدروژنی و برهم‌کنش‌های فضایی، مقداری تغییر جزئی در آن ایجاد می‌کنند.

از نظر الکترونی، هر گروه هیدروکسیل شامل یک اتم اکسیژن با الکترون‌گاتیویته بالا است که به یک اتم هیدروژن متصل بوده و همین موضوع سبب قطبیت مولکول می‌شود.

خواص فیزیکی و شیمیایی مونو اتیلن گلیکول

MEG مایعی بی‌رنگ، بی‌بو و هگروسکوپیک است و ویژگی‌های فیزیکی قابل‌توجهی دارد. چگالی این ماده در دمای 20°C حدود 1.1132 گرم بر سانتی‌متر مکعب است. وجود دو گروه –OH باعث افزایش ویسکوزیته شده و ویسکوزیته آن در 20°C حدود 16.1 میلی‌پاسکال‌ثانیه اندازه‌گیری شده است.

نقطه ذوب: 12.9– درجه سانتی‌گراد

نقطه جوش: 197.6 درجه سانتی‌گراد
این مقادیر نشان‌دهنده پایداری حرارتی بالا در شرایط معمول هستند.

فشار بخار MEG بسیار پایین بوده و در 20°C حدود 0.06 میلی‌متر جیوه است؛ بنابراین در دمای محیط به کندی تبخیر می‌شود.

ضریب شکست نور آن حدود 1.431 است که همراه با سایر خواص نوری و حرارتی، در کاربردهای صنعتی اهمیت دارد.

نقطه اشتعال این ماده در حالت دربسته حدود 111°C است و آن را در گروه مواد نسبتاً قابل‌اشتعال قرار می‌دهد. ظرفیت گرمایی ویژه MEG حدود 2.43 ژول بر گرم–کلوین گزارش شده است.

از نظر شیمیایی، MEG در شرایط عادی پایدار است اما می‌تواند در واکنش‌های معمول الکل‌ها شرکت کند. این ماده با اسیدهای کربوکسیلیک یا انیدریدها واکنش داده و منواسترها و دیاسترها تشکیل می‌دهد. همچنین با آلدهیدها و کتون‌ها واکنش داده و به ترتیب استال‌ها و کتال‌ها تولید می‌کند.

به دلیل داشتن دو گروه هیدروکسیل، MEG یک ماده اولیه مناسب برای واکنش‌های پلیمریزاسیون، به‌ویژه در تولید PET است که در این فرآیند با اسید ترفتالیک یا مشتقات آن واکنش می‌دهد.

در شرایط اکسیداسیون شدید، MEG می‌تواند به اسید گلیکولیک یا اسید اگزالیک تبدیل شود.

از دیدگاه ترمودینامیکی، توان بالای ایجاد پیوند هیدروژنی باعث افزایش ظرفیت گرمایی و گرانروی نسبت به وزن مولکولی آن می‌شود. ثابت دی‌الکتریک بالا نیز نشان‌دهنده قطبیت و برهم‌کنش‌های بین‌مولکولی قوی است. MEG در محیط آبی زیست‌تخریب‌پذیر بوده و توسط برخی میکروارگانیسم‌ها متابولیزه می‌شود.

روش تولید مونو اتیلن گلیکول

رایج‌ترین روش صنعتی تولید MEG، فرآیند اکسیداسیون اتیلن است. این فرآیند با اکسیداسیون اتیلن، که محصول فرعی گاز طبیعی یا نفت است، آغاز می‌شود. اتیلن در حضور هوا و یک کاتالیزور فلزی (مانند نقره یا مس) واکنش داده و اکسید اتیلن (EO) ایجاد می‌کند. سپس اکسید اتیلن تولیدشده طی واکنش با آب و در دما و فشار بالا، به مونو اتیلن گلیکول تبدیل می‌شود.

فرآیند در حضور کاتالیزورهای اسیدی یا بازی انجام می‌شود. این واکنش می‌تواند در فاز مایع یا بخار صورت گیرد که انتخاب فاز واکنش بستگی به ملاحظات اقتصادی، سرعت واکنش و خواص ترمودینامیکی دارد. فرآیند تبدیل اکسید اتیلن به MEG نیازمند کنترل دقیق دما، فشار و زمان واکنش است. در عمل، واحدهای تجاری از ترکیب راکتورها و برج‌های تقطیر برای تصفیه MEG و جداسازی محصولات جانبی مانند دی‌اتیلن‌گلیکول (DEG) یا تری‌اتیلن‌گلیکول (TEG) استفاده می‌کنند. این محصولات جانبی اغلب به فرآیند بازگردانده شده یا برای مصارف دیگر فروخته می‌شوند، اما حذف ناخالصی‌ها برای رعایت استانداردهای کیفیت MEG مورد استفاده اهمیت زیادی دارد.

۲. فرآیند هیدروژناسیون کربنات اتیلن:
در این روش، اتیلن کربنات تحت هیدروژناسیون قرار می‌گیرد تا MEG تولید شود. این فرآیند در حضور کاتالیزورهای فلزی انجام می‌شود. این روش به دلیل انتخاب‌پذیری بالاتر و تولید کمتر محصولات جانبی نسبت به روش‌های دیگر مورد توجه است، هرچند کاربرد صنعتی آن کمتر رایج است.

۳. فرآیند هیدروژناسیون دی‌اتیلن‌گلیکول:
در این روش، دی‌اتیلن‌گلیکول که یکی از محصولات جانبی فرآیند اکسیداسیون اتیلن است، تحت هیدروژناسیون قرار گرفته و به مونو اتیلن گلیکول تبدیل می‌شود.

کاربردهای رایج آزمایشگاهی و صنعتی

مونو اتیلن گلیکول به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد خود، از جمله فراریت پایین، نقطه جوش بالا و خاصیت جذب رطوبت (هگروسکوپیک بودن)، به‌طور گسترده‌ای در آزمایشگاه‌ها کاربرد دارد.

– سنتز آلی:
MEG اغلب به‌عنوان حلال یا واکنش‌دهنده در واکنش‌های جانشینی نوکلئوفیلی و استریفیکاسیون به‌کار می‌رود. گروه‌های هیدروکسیل موجود در ساختار آن قادر به تشکیل پیوند هیدروژنی هستند و MEG را به حلالی مؤثر برای حل‌کردن ترکیبات قطبی و حتی غیرقطبی تبدیل می‌کنند.

– شیمی تجزیه و بیوشیمی:
MEG به‌عنوان یک ماده محافظ در برابر سرما (cryoprotectant) و پایدارکننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل کاهش نقطه انجماد محلول‌های آبی، از MEG برای حفظ نمونه‌های زیستی در دماهای زیر صفر استفاده می‌شود بدون اینکه کریستال‌های یخی آسیب‌رسان تشکیل شوند. علاوه بر این، در مطالعات پایداری پروتئین‌ها و تعاملات زیستی نقش تثبیت‌کننده دارد.

کاربردهای صنعتی

1. صنایع پتروشیمی و پلاستیک:
MEG یکی از مواد پایه و استراتژیک این صنایع است. MEG به‌عنوان ماده اولیه در تولید پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) کاربرد دارد. این ماده با اسید ترفتالیک یا دی‌متیل ترفتالیک وارد واکنش پلیمریزاسیون تراکمی می‌شود و محصول حاصل یعنی PET به دلیل شفافیت، مقاومت مکانیکی بالا، پایداری شیمیایی و وزن سبک، در تولید بطری‌های پلاستیکی نوشیدنی، الیاف پلی‌استر برای پوشاک، فرش و فیلم‌های بسته‌بندی بسیار استفاده می‌شود.

در تولید رزین‌های پلی‌استر غیراشباع که در ساخت مواد کامپوزیتی، قطعات خودرو و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند، MEG نقش مهمی به‌عنوان واحد مونومری ایفا می‌کند. همچنین در صنعت پلاستیک، MEG به‌عنوان حلال یا نرم‌کننده در فرمولاسیون برخی محصولات به‌کار می‌رود و باعث بهبود انعطاف‌پذیری، براقیت و فرآیندپذیری مواد پلیمری می‌شود.

2. سیستم‌های خنک‌کننده و ضدیخ:

MEG یک سیال انتقال حرارت بسیار مؤثر است. این ترکیب با کاهش نقطه انجماد و افزایش نقطه جوش آب، در فرمولاسیون ضدیخ‌ها و خنک‌کننده‌ها برای خودروها، ماشین‌آلات صنعتی و نیروگاه‌ها استفاده می‌شود. ترکیب MEG با آب سیالی پایدار ایجاد می‌کند که هم از یخ‌زدگی موتور جلوگیری کرده و هم از داغ شدن بیش از حد آن می‌کاهد.
در سیستم‌های سرمایشی و تهویه مطبوع نیز از MEG برای افزایش راندمان انتقال حرارت و جلوگیری از تشکیل رسوب استفاده می‌شود. خواص ضدخوردگی و پایداری شیمیایی بالا، عمر تجهیزات را افزایش داده و هزینه نگهداری را کاهش می‌دهد.

3. صنعت نفت و گاز:
یکی از مهم‌ترین کاربردهای MEG در این صنعت، استفاده از آن به‌عنوان عامل نم‌زدا (dehydrating agent) برای حذف رطوبت از جریان گاز طبیعی است. وجود آب می‌تواند منجر به تشکیل هیدرات‌های گازی شود که باعث ایجاد انسداد در خطوط انتقال می‌شوند. تزریق MEG به خطوط گاز مانع تشکیل این ساختارها شده و فرآیند جریان (flow assurance) را تضمین می‌کند. MEG به دلیل پایداری حرارتی، سمیت نسبتاً پایین و قابلیت بازیافت بالا نسبت به گزینه‌های مشابه، مزیت‌های اقتصادی و زیست‌محیطی قابل‌توجهی دارد. در بسیاری از واحدها، MEG در چرخه بسته استفاده می‌شود؛ یعنی پس از بازیابی و تصفیه مجدداً وارد سیستم می‌شود.

4. رزین‌ها، چسب‌ها و جوهرها:
MEG به‌عنوان ترکیبی کلیدی نقش‌های چندگانه‌ای همچون حلال، نرم‌کننده و عامل کنترل ویسکوزیته را ایفا می‌کند. در تولید رزین‌های آلکیدی مورد استفاده در رنگ‌های صنعتی و پوشش‌های محافظ، MEG موجب افزایش انعطاف‌پذیری، براقیت و چسبندگی می‌شود. در چسب‌ها، رطوبت‌پذیری مناسب و یکنواخت‌سازی مواد فعال را تسهیل کرده و به پایداری محصول نهایی کمک می‌کند. در جوهرسازی نیز MEG به‌عنوان حامل رنگ‌دانه‌ها به‌کار می‌رود و به توزیع یکنواخت رنگ و جلوگیری از خشک‌شدن سریع جوهر کمک می‌کند.

5. فرآورده‌های مراقبت شخصی و دارویی:

در محصولات آرایشی و بهداشتی شامل کرم‌ها، لوسیون‌ها، شامپوها و دهان‌شویه‌ها، MEG به‌عنوان رطوبت‌گیر (humectant) عمل کرده و با جذب و حفظ رطوبت، موجب نرمی و لطافت پوست می‌شود. همچنین به دلیل حل‌شوندگی بالا، در برخی داروهای مایع یا نیمه‌جامد به‌عنوان حلال دارویی استفاده می‌شود. پایداری شیمیایی، بی‌بو بودن و سمیت پایین در دوزهای مجاز، MEG را برای کاربرد در فرمولاسیون دارویی مناسب می‌سازد. در برخی پمادها، ژل‌ها و محلول‌های موضعی نیز برای کنترل ویسکوزیته یا بهبود جذب پوستی به‌کار می‌رود.

6. صنعت چرم:
مونو اتیلن گلیکول به‌عنوان عامل نرم‌کننده و مرطوب‌کننده در فرآیند دباغی کاربرد دارد و موجب افزایش انعطاف‌پذیری، نرمی و یکنواختی بافت چرم می‌شود. به دلیل خاصیت رطوبت‌گیری، MEG در تنظیم رطوبت پوست خام و جلوگیری از خشک شدن یا ترک خوردن چرم مؤثر است. در مراحل رنگرزی و تکمیل نیز به‌عنوان حامل یا پایدارکننده رنگ به‌کار می‌رود و باعث یکنواختی رنگ و افزایش پایداری نوری و شیمیایی چرم می‌شود. اختلاط‌پذیری بالای MEG با آب و ترکیبات آلی، امکان ترکیب آسان آن با محلول‌های پردازش چرم را فراهم می‌کند.

ایمنی و خطرات

مونو اتیلن گلیکول با وجود کاربردهای گسترده، نیازمند رعایت نکات ایمنی در حمل، نگهداری و مصرف است. MEG دارای سمیت متوسط بوده و تماس مستقیم یا طولانی‌مدت با آن می‌تواند برای انسان و محیط‌ زیست مضر باشد.

استنشاق بخارات MEG در غلظت‌های بالا ممکن است موجب سردرد، سرگیجه، تهوع و تحریک دستگاه تنفسی شود. تماس پوستی یا چشمی با این ماده می‌تواند باعث تحریک، سوزش یا خشکی پوست و التهاب چشم گردد. خطر اصلی MEG هنگام بلع است؛ زیرا پس از ورود به بدن به ترکیباتی مانند اگزالیک اسید و گلیکولیک اسید متابولیزه می‌شود که قادرند به کلیه‌ها آسیب جدی وارد کرده و در موارد حاد حتی منجر به مرگ شوند.

در محیط‌های صنعتی لازم است هنگام کار با MEG از تجهیزات حفاظت فردی مانند دستکش مقاوم، عینک ایمنی و … استفاده شود.

تهویه مناسب استفاده شود. همچنین حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی این ماده باید در ظروف دربسته، مقاوم به مواد شیمیایی و دور از منابع حرارتی یا مواد اکسیدکننده انجام گیرد.
از نظر زیست‌محیطی، در صورت نشت MEG به منابع آبی، می‌تواند باعث کاهش اکسیژن محلول در آب و آسیب به حیات آبزیان شود. بنابراین باید از ورود آن به فاضلاب و محیط زیست جلوگیری کرد و در صورت بروز نشت، اقدامات پاک‌سازی سریع انجام گیرد.
در مجموع، هرچند MEG یک ماده پرکاربرد و نسبتاً ایمن در شرایط کنترل‌شده است، اما به دلیل خطرات بلع، تماس مستقیم و اثرات زیست‌محیطی بالقوه، رعایت دقیق دستورالعمل‌های ایمنی برای کار با آن ضروری می‌باشد.

قیمت و خرید مونو اتیلن گلایکول

برای سفارش مونو اتیلن گلایکول با مناسب‌ترین قیمت، با شماره‌های زیر تماس بگیرید: