اتیلن گلیکول یک ترکیب شیمیایی مهم است که در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف و روغن های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب با ویژگی‌ها و خواص خاص خود، نقش مهمی در زندگی روزمره و صنعت دارد. اتیلن گلیکول برای اولین بار توسط خالق مشهور و شیمیدان انگلیسی “توماس تومسون” در سال ۱۸۵۹ میلادی کشف شد. او توانست ساختار شیمیایی این ترکیب را به دست آورده و نام “اتیلن گلیکول” را به آن اختصاص دهد.
اتیلن گلیکول یک ترکیب شیمیایی با فرمول شیمیایی C2H6O2 و ساختاری بلورین دارد. این ترکیب دارای دو گروه هیدروکسیل (-OH) است که به دلیل خواص آنتی‌فریزی و خنک‌کنندگی، در بسیاری از صنایع به کار می‌رود.
اتیلن گلیکول دارای خواصی فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد است که از جمله‌ی آنها می‌توان به نقطه ذوب پایین، ویسکوزیته مناسب و خاصیت ضد یخ‌زدگی اشاره کرد. این ویژگی‌ها از آنجا که می‌توانند در دماهای پایین منجر به تشکیل یخ نشوند، طیف گسترده‌ای از کاربردها را فراهم می‌کنند.
استفاده در صنایع مختلف
اتیلن گلیکول در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، مواد غذایی، آرایشی و بهداشتی به کار می‌رود.
- اتیلن گلیکول در خودروسازی: در صنعت خودروسازی، اتیلن گلیکول به عنوان ماده‌ای خنک‌کننده برای موتورها و سیستم‌های حرارتی خودروها به کار می‌رود. این ترکیب از دمایی پایین‌تر از آب به عنوان خنک‌کننده در دمای محیط استفاده می‌کند و مانع از انجماد آب در سیستم خنک‌کننده می‌شود.
- استفاده اتیلن گلیکول در مواد غذایی: اتیلن گلیکول به عنوان ماده‌ای ضد یخ و ترمیم کننده در برخی از محصولات یخ‌زده مانند بستنی‌ها و محصولات مجمد مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، در تولید مواد غذایی از جمله شکلات و شیرینی‌جات، برای افزایش دوام و عمر محصولات نیز به کار می‌رود.
- استفاده اتیلن گلیکول در صنایع آرایشی و بهداشتی: در محصولات آرایشی و بهداشتی، اتیلن گلیکول به عنوان ماده‌ای نرم‌کننده و مرطوب‌کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب بهبود دهنده ویژگی‌های حسی و کیفی محصولات آرایشی مانند کرم‌ها و لوسیون‌ها می‌باشد.
اتیلن گلیکول چیست؟
در گذشته از آب به دلیل قیمت ارزان و خاصیت انتقال حرارتی آن به عنوان مایع خنک کننده در بخش های داخلی موتور استفاده می شد. اما با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی مشخص شد کاربرد آب به تنهایی به عنوان خنک کننده ست. علاوه براتیلن کلیگول ، مهمترین سیال در مایعات خنک کننده انتخاب روانکار مناسب نیز در فرآیند موثر است می‌توانید برای خرید بهترین روانکار از شرکت cpi روی لینک کلیک کنید.
دارای معایب مختلف است که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
– پایین بودن نقطه جوش آب یکی از ویژگی های منفی آن است. با پیشرفت صنایع خودرو سازی و تولید حرارت بیشتر در موتورهای جدید، آب در سیستم خنک کننده بخار شده و موجب اختلال در این سیستم می شود.
– بالا بودن نقطه انجماد آب و افزایش حجم حدود9 درصدی آن (برخلاف سایر ترکیبات شیمیایی که در اثر انجماد کاهش حجم می یابند) موجب تخریب رادیاتور و حتی بخشی از موتور خواهد شد.
– خوردگی و زنگ زدگی فلزات مصرفی در سیستم خنک کننده توسط آب بسیار شدید است.
تا سال1920 میلادی متانول بدست آمده از تقطیر چوب، بیشترین کاربرد را در ساخت ضد یخ داشت. الکل اتیلیک، گلیسیرین، کلرور کلسیم و همچنین آب نمک مایعاتی بودند که به عنوان خنک کننده به کار می رفتند. آب شکر و مخلوط آب عسل نیز به مقدار محدود به عنوان مایع
خنک کننده کاربرد داشتند. همچنین نفت و روغن های نفتی که با آب مخلوط نمی شوند نیز به عنوان مایع خنک کننده کاربردهای محدودی داشتند.
در طول سال های1920 تا1930 میلادی و با توسعه صنعت خودروسازی، مصرف مایعات خنک کننده موتور نیز افزایش چشمگیری پیدا کرد. در این سالها الکل اتیلیک به دلیل قیمت ارزان و تولید مناسب به عنوان بهترین مایع خنک کننده موتور به کار گرفته شد و به تدریج استفاده از ترکیبات یاد شده هر یک به دلایلی منسوخ شد. در این میان کاربرد ضد یخ پایه الکلی، به دلیل پایین بودن نقطه جوش مخلوط آب و الکل، تبخیر سریع الکل و احتمال آتش گرفتن آن و همچنین سمّی بودنِ متانول که موجب صدمه به سرنشینان می شد، نامناسب تشخیص داده شد. مصرف گلیسیرین نیز تابع بازار تولید و مصرف بود. مصرف کلسیم کلرید و آب نمک نیز که در بعضی نواحی به عنوان مایع ضدیخ به کار می رفت، به دلیل خاصیت شدید خورندگی، به میزان قابل توجهی محدود شد. همچنین استفاده از محلول شکر و یا عسل در آب به دلیل نیاز به محلول های غلیظی از این مواد برای نزول نقطه انجماد منسوخ شد.
در این سالها روغن های نفتی که به علت نقطه انجماد پایین و عدم خوردگی مورد توجه قرار گرفته بودند، به دلایلی از جمله نیاز به حجم بیشتری از سیال (به علت عدم اختلاط با آب)، گران بودن، اثر نامطلوب بر لوله های لاستیکی و خطر آتشگیری، دیگر مورد استفاده قرار نگرفت. همچنین بکارگیری مایعاتی از قبیل روغن های معدنی و نفتی به دلیل پایین بودن قابلیت انتقال حرارتی و افزایش گرانروی آنها در فصل زمستان (که موجب کاهش تبادل حرارتی
می شود) متوقف شد. علاوه بر دلایل یاد شده هنگام استفاده از این ترکیبات، اگر درجه نشان دهنده دما در خودرو خراب می شد، بالا رفتن حرارت مایع خنک کننده معلوم نمی شد و بدین ترتیب این ترکیبات در حرارت های بالا موجب ذوب لحیم های موجود در رادیاتور و سوختن موتور می شد.
در برخی موارد از متوکسی و پروپانول که یک گلیکول اتر است به عنوان ضدیخ استفاده
می شد، که مزیت آن سازگاری با روغن موتور و مخلوط شدن با آن (در صورت ایجاد نشت) بود. ولی به دلیل پایین بودن نقطه اشتعال، نقطه جوش و قیمت بالا کاربرد آن منسوخ شد.
در سال1925 میلادی برای اولین بار مصرف اتیلن گلیکول به عنوان خنک کننده موتور رواج پیدا کرد. در ابتدا مصرف این ماده کم بود ولی به تدریج با آگاهی بیشتر نسبت به مزایای محصول تولیدی، مصرف آن افزایش یافت و در حال حاضر بیشترین مصرف اتیلن گلیکول به منظور تولید سیال خنک کننده موتور است.
با افزایش مصرف اتیلن کلیگول و کاربردهای مناسب آن برای سیال خنک کننده موتور، به تدریج مصرف متانول، الکل اتیلیک و سایر مواد شیمیایی برای تولید ضد یخ کاهش یافت مصرف این مواد در فرمولاسیون مایعات خنک کننده موتور در سال1950 به کلی منسوخ شد به گونه ای که تولید و مصرف اتیلن گلیکول از49 میلیون لیتر به71 میلیون لیتر در سال رسید.
محلول44 تا70 درصد اتیلن کلیگول در آب، سیستم رادیاتور را در بالاترین ظرفیت طراحی شده نگه می دارد و به این ترتیب با استفاده از این محلول مطمئن می شویم که موتور به دلیل جوش آوردن صدمه نخواهد دید. علاوه بر این، اختلاط نسبت معینی از اتیلن گلیکول با آب، عمل خنک کردن را در دامنه وسیعی از دما انجام می دهد و نقطه انجماد آب را به میزان کافی پایین می برد.
یکی دیگر از مزایای به کارگیری اتیلن کلیگول و پروپیلن گلیکول به عنوان سیال پایه در فرمولاسیون ضد یخ، پایین بودن میزان آثار مخرب زیست محیطی این ترکیبات است. اتیلن و پروپیلن گلیکول می توانند پس از مصرف وارد محیط آبی شوند. هر دو محلول قابلیت حلالیت بالا داشته و میزان آثار زیان بار این دو ماده برای ماهی ها، حیات وحش، حیات گیاهی و میکروارگانسیم ها پایین است. تجزیه بیوشیمیایی این دو ماده سریع و کامل انجام می شود.