คุณสมบัติและการใช้เอทิลีนไกลคอล

คุณสมบัติทางเคมีกายภาพของเอทิลีนไกลคอล

เอทิลีนไกลคอล ที่มีสูตร CH ₂ OH ₂ หรือที่เรียกว่า 1,2-ethanediol เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่เป็นที่นิยม เอกสาร ข้อมูลความปลอดภัย สำหรับเอทิลีนไกลคอลรวมถึงสารอื่นๆ เป็นแหล่งข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของเอทิลีนไกลคอล เอทิลีนไกลคอลเป็นส่วนประกอบหลักของสารป้องกันการแข็งตัวในระบบ HVAC และระบบยานยนต์ สูตรของไกลคอลระบุชัดเจนว่าอยู่ในกลุ่มเคมีของแอลกอฮอล์ไดไฮดรอกซีหรือที่เรียกว่า ไดออ ล ดังนั้นไกลคอลในฐานะแอลกอฮอล์จึงเป็นของเหลวไม่มีสีมีความหนืดสูงและรสหวาน นอกเหนือจากความสามารถในการผสมกับน้ำได้ดีเยี่ยมแล้ว มันยังละลายได้ดีในอัลดีไฮด์ คีโตน และ กรดอะซิติก แต่ไม่ละลายในคาร์บอนเตตระคลอไรด์เลย มันค่อนข้างถูกในการผลิต ข้อเสียคือการตกผลึกที่อุณหภูมิต่ำและความสามารถในการดูดซับความร้อนต่ำกว่า (เมื่อเทียบกับโพรพิลีนไกลคอล) (นั่นคือประมาณ 50%ของความจุความร้อนของน้ำ) เอทิลีนไกลคอลมีจุดเดือดสูง (197ᵒC) ในขณะที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ นี่เป็นเพราะความสัมพันธ์ที่แน่นแฟ้นของโมเลกุลในสถานะของเหลว ซึ่งเกิดจากการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจน ในรูปแบบบริสุทธิ์ เอทิลีนไกลคอลจะแข็งตัวที่ประมาณ -13°C ในขณะที่เอทิลีนไกลคอล: ส่วนผสมที่เป็นน้ำสามารถยังคงเป็นของเหลวได้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่ามาก ตัวอย่างเช่น ส่วนผสมของน้ำ 40%และไกลคอล 60%สามารถทนต่ออุณหภูมิได้จนถึง -37ᵒC ควรสังเกตว่าเอทิลีนไกลคอลสามารถผสมกับน้ำได้ในทุกสัดส่วน นี่เป็นเพราะการปรากฏตัวของกลุ่มไฮดรอกซิลสองกลุ่มในโครงสร้าง เมื่อเรียกดูวรรณกรรมหรือข้อเสนอของผู้ผลิต เราอาจพบคำว่าโมโนเอทิลีนไกลคอล (MEG) อย่างไรก็ตาม พึงระลึกไว้เสมอว่าโมโนเอทิลีนไกลคอลและเอทิลีนไกลคอลเป็นสารชนิดเดียวกัน

เอทิลีนไกลคอล – การผลิต

เอทิลีนไกลคอลที่ผลิตในระดับอุตสาหกรรมผลิตโดยไฮโดรไลซิสของเอทิลีนออกไซด์ที่ได้จากการเกิดออกซิเดชันของเอทิลีน การผลิตเอทิลีนออกไซด์ ในขั้นตอนแรกของการผลิตเอทิลีนไกลคอล เอทิลีนและออกซิเจนจะถูกนำเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์แบบหลายช่องสัญญาณ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในเฟสของแก๊สโดยมีธาตุเงินเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอะลูมิเนียมออกไซด์ ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนสูงและปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก การผลิตและการทำให้บริสุทธิ์ของ เอทิลีนไกลคอล เอทิลีนออกไซด์ทำปฏิกิริยากับ CO ₂ เพื่อสร้างเอทิลีนคาร์บอเนต จากนั้นไฮโดรไลซ์เป็นเอทิลีนไกลคอล ปฏิกิริยาทั้งสองจะดำเนินการในสถานะของเหลวโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยากรดที่เป็นเนื้อเดียวกัน กระแส CO ₂ จากขั้นตอนปฏิกิริยาก่อนหน้านี้ถูกรีไซเคิลไปยังเครื่องปฏิกรณ์เอทิลีนคาร์บอเนต จากนั้นเอทิลีนไกลคอลจะถูกทำให้บริสุทธิ์ในสองคอลัมน์การกลั่นซึ่งน้ำถูกกำจัดออกจากผลิตภัณฑ์ ตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกแยกออกและส่งกลับไปยังเครื่องปฏิกรณ์แบบวงปิด

เอทิลีนไกลคอลและโพรพิลีนไกลคอล – ความแตกต่างพื้นฐาน

ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างเอทิลีนไกลคอลและโพรพิลีนไกลคอลคือระดับความเป็นพิษ เอทิลีนไกลคอลเป็นพิษ และ โพรพิลีนไกลคอล ไม่เป็นพิษ ในการใช้งานที่ความเป็นพิษไม่สำคัญ เอทิลีนไกลคอลมักเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับของเหลวถ่ายเทความร้อน ไม่ควรใช้เอทิลีนไกลคอลหากมีแนวโน้มที่จะกลืนกินหรืออาจสัมผัสกับอาหารหรือน้ำดื่มโดยไม่ได้ตั้งใจ ไม่ควรใช้ในระบบทำความร้อนหรือความเย็นในสถานที่ เช่น โรงงานแปรรูปอาหารหรือสถานประกอบการอื่นๆ ที่ผลิตผลิตภัณฑ์สำหรับการบริโภค เมื่อต้องการความเป็นพิษต่ำ โพรพิลีนไกลคอลมักใช้เนื่องจากมีความเป็นพิษเฉียบพลันต่ำเมื่อรับประทานทางปาก ไกลคอลทั้งสองประเภทมีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกัน คุณสมบัติทางเคมีของพวกมันก็แตกต่างกันเช่นกัน เอทิลีนไกลคอลใช้กันอย่างแพร่หลายในที่ซึ่งประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ และไม่มีการสัมผัสโดยตรงกับมนุษย์หรือสัตว์ เอทิลีนไกลคอลมีการถ่ายเทความร้อนที่ดีเยี่ยมและป้องกันความเย็นจัด ความหนืดต่ำของไกลคอลมีส่วนช่วยให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนเป็นเลิศ และคุณสมบัติการขนส่งมีมากกว่าโพรพิลีนไกลคอลที่อุณหภูมิต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโพรพิลีนไกลคอลมีความร้อนจำเพาะสูงกว่า จึงจำเป็นต้องหมุนเวียนเอทิลีนไกลคอลมากขึ้นเพื่อถ่ายเทพลังงานในปริมาณที่เท่ากันกับโพรพิลีนไกลคอล สารละลายโพรพิลีนไกลคอลมีความหนืดและจุดเทสูงกว่าเอทิลีนไกลคอลในสภาวะเดียวกัน ประการแรก ที่อุณหภูมิต่ำกว่า โพรพิลีนไกลคอลมีประสิทธิภาพทางความร้อนน้อยกว่าเอทิลีนไกลคอล

เอทิลีนไกลคอล – การใช้งาน

เนื่องจากมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ คุณควรถามตัวเองว่าเอทิลีนไกลคอลคืออะไร และมีประโยชน์และคุณสมบัติของมันคืออะไร เอทิลีนไกลคอลใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ ผลิตภัณฑ์นี้ยังมีอยู่ในผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนยอดนิยมมากมาย เช่น ผงซักฟอก เครื่องสำอาง สี และตัวทำละลายสำหรับ พลาสติก การใช้งานอื่น ๆ ของไกลคอลคือ:

• การผลิต เส้นใยแก้ว สำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น สกู๊ตเตอร์น้ำ อ่างอาบน้ำ และลูกโบว์ลิ่ง
• การผลิตหมึกสำหรับปากกาและหมึกพิมพ์อื่นๆ เอทิลีนไกลคอลช่วยเพิ่มความหนืดของหมึกและลดโอกาสการระเหยของหมึก
• ตัวพาความร้อนเหลว เช่น สารหล่อเย็นอุตสาหกรรมสำหรับเครื่องอัดแก๊ส ระบบทำความร้อน การระบายอากาศและการปรับอากาศ ตลอดจนลานสเก็ตน้ำแข็ง เอทิลีนไกลคอลให้คุณสมบัติของสารหล่อเย็นอุตสาหกรรมที่ช่วยให้ไหลผ่านระบบทำความเย็นและทนต่ออุณหภูมิที่สูงเกินไป

เอทิลีนไกลคอลในสารหล่อเย็น

เนื่องจาก คุณสมบัติของเอทิลีนไกลคอล (นอกเหนือจากโพรพิลีนไกลคอล) เป็นส่วนประกอบยอดนิยมของสารหล่อเย็นสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน งานหลักของสารหล่อเย็นคือการรวบรวมพลังงานความร้อนจากเครื่องยนต์อย่างมีประสิทธิภาพและกระจายผ่านหม้อน้ำสู่สิ่งแวดล้อม น้ำหล่อเย็นจึงป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์เย็นจัดในฤดูหนาว และในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่เป็นสารหล่อเย็นที่อุณหภูมิสูงในฤดูร้อน นอกจากการระบายความร้อนออกจากเครื่องยนต์แล้ว สารหล่อเย็นยังต้องมีคุณสมบัติที่สำคัญหลายประการ เช่น:

• การป้องกันการแช่แข็ง – เอทิลีนไกลคอลที่เป็นส่วนประกอบของสารป้องกันการแข็งตัวจะส่งผลต่อคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนที่ดีขึ้น รวมถึงความหนืดไดนามิกที่ต่ำกว่าและการนำความร้อนที่สูงขึ้น
• การป้องกันการเกิดคาวิเทชั่น – สารหล่อเย็นจะสร้างชั้นป้องกันที่มีประสิทธิภาพต่อการแช่แข็ง การเดือด และการเกิดโพรงอากาศ ซึ่งป้องกันการก่อตัวของโพรงโพรงโพรงอากาศ
• การป้องกันการกัดกร่อนขององค์ประกอบต่างๆ ของเครื่องยนต์และระบบทำความเย็นทั้งหมด ซึ่งสามารถทำได้ด้วย สารยับยั้งการสึกกร่อน แบบเสริมฤทธิ์กันที่ปกป้องโลหะ ซึ่งมักใช้ในระบบประเภทนี้ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานและประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูง
• ป้องกันการก่อตัวและการสะสมของสิ่งสกปรกในระบบ

เอทิลีนไกลคอลที่เป็นส่วนประกอบของสารป้องกันการแข็งตัวได้ปรับปรุงคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อน รวมถึงความหนืดไดนามิกที่ต่ำกว่าและค่าการนำความร้อนที่สูงขึ้น ของเหลวที่มีเอทิลีนไกลคอลเป็นส่วนประกอบหลักสามารถนำมาใช้ได้สำเร็จในการติดตั้งที่ทำจากโลหะและโลหะผสม เช่น ทองแดง ทองเหลือง เหล็ก เหล็กหล่อ หรือ อลูมิเนียม ซีลทั่วไปทั้งหมดสามารถใช้งานได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ ในระบบทำความเย็นดังกล่าว อนาคตของสารหล่อเย็น ปัจจัยต่างๆ เช่น ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับรถยนต์สมรรถนะสูงและการใช้สารเติมแต่งไฮเทคคุณภาพสูงที่เพิ่มขึ้นช่วยเสริมการพัฒนาของตลาดสารป้องกันการแข็งตัวของรถยนต์ทั่วโลก อย่างไรก็ตาม ความผันผวนของราคาวัตถุดิบ (น้ำมันดิบ) และความต้องการรถยนต์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นค่อนข้างขัดขวางการพัฒนาของภาคส่วนนี้ การมีอยู่ของสารทำความเย็นเทคโนโลยีชีวภาพและสารป้องกันการแข็งตัวที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมจะช่วยเสริมการพัฒนาตลาดสารป้องกันการแข็งตัวของรถยนต์ในอนาคตอันใกล้นี้อย่างแน่นอน และเพิ่มคุณภาพของสารทำความเย็นที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน PCC Group เสนอเอทิลีนไกลคอล (CAS 9005-07-6) เอทิลีนไกลคอลที่มีอยู่ทำหน้าที่เป็น อิมั ลซิไฟเออร์และ น้ำมันหล่อลื่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยานยนต์ เป็นส่วนประกอบที่ยอดเยี่ยมสำหรับการผลิตสารหล่อเย็นที่มีความต้องการพิเศษ

ความเป็นอันตรายของเอทิลีนไกลคอล

เอทิลีนไกลคอลเป็นพิษต่อมนุษย์และทำให้เกิดปัญหาทางสรีรวิทยาหลายประการ รวมทั้งการเสียชีวิต (ศูนย์ควบคุมโรคประมาณการปริมาณยาที่ทำให้ถึงตายได้ระหว่าง 1,400 ถึง 1,600 มก./กก.) มันถูกดูดซึมผ่านผิวหนัง (ทางผิวหนัง) ระบบทางเดินหายใจและทางเดินอาหารในร่างกายมนุษย์ ดังนั้น ไม่ควรใช้เอทิลีนไกลคอลในการใช้งานที่อาจเกิดการปนเปื้อนในน้ำดื่มได้ ไม่ควรใช้ในระบบทำความร้อนหรือความเย็นในสถานที่ เช่น โรงงานแปรรูปอาหารหรือโรงงานอื่นๆ ที่ผลิตผลิตภัณฑ์เพื่อการบริโภค ไอของเอทิลีนไกลคอลอาจทำให้หมดสติ และความเข้มข้นต่ำจะทำให้เกิดการระคายเคืองที่จมูกและลำคอ ผลกระทบที่ร้ายแรงกว่านั้นคือการบริโภคเอทิลีนไกลคอลเข้าไป ความเป็นพิษของมันส่วนใหญ่เกิดจากการสะสมของสารที่เป็นพิษ เอทิลีนไกลคอลมีผลอย่างมากต่อระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) มีผลเฉียบพลันคล้ายกับเอทานอล ผลกระทบต่อระบบประสาทส่วนกลางจะเกิดขึ้นในชั่วโมงแรกหลังจากได้รับสาร การบริโภคเอธิลีนไกลคอลโดยไม่ได้รับการวินิจฉัยหรือไม่ได้รับการรักษาสามารถนำไปสู่การบาดเจ็บทางร่างกายอย่างรุนแรงและถึงแก่ชีวิตได้

เอทิลีนไกลคอล – คำถามที่พบบ่อย

1. เอทิลีนไกลคอลสามารถผสมกับโพรพิลีนไกลคอลได้หรือไม่?

คำตอบสำหรับคำถามนี้เป็นที่ต้องการของเจ้าของรถทุกคนที่สงสัยว่าจะผสมสารหล่อเย็นตามไกลคอลต่างๆ ได้หรือไม่ มันไม่ควรทำ ในกรณีของเอทิลีนไกลคอลและโพรพิลีนไกลคอล ความแตกต่างที่สำคัญคือความหนาแน่นของสารเหล่านี้ ในทางปฏิบัติ เป็นการยากที่จะวัดความต้านทานความเย็นของของไหล และอาจส่งผลให้เกิดปัญหาในฤดูหนาว

2. วิธีแยกแยะเอทิลีนไกลคอลจากโพรพิลีนไกลคอล?

มีวิธีหนึ่งที่สามารถแยกแยะไกลคอลทั้งสองนี้ได้ ใช้ความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพ ความหนาแน่นจำเพาะ และดัชนีการหักเหของแสงระหว่างเอทิลีนและโพรพิลีนไกลคอล ตัวหลังเป็นพารามิเตอร์ที่มีประโยชน์มากในการพิจารณาความสัมพันธ์ที่เรากำลังเผชิญอยู่ สารสองสามหยดวางอยู่บนปริซึมของอุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่าเครื่องวัดการหักเหของแสงและอ่านดัชนีการหักเหของแสงที่ช่วยให้ระบุได้

3. เอทิลีนไกลคอลแตกต่างจากกลีเซอรอลอย่างไร?

สารประกอบทั้งสองอยู่ในกลุ่มเคมีเดียวกัน กล่าวคือ แอลกอฮอล์ พวกมันต่างกันในปริมาณของกลุ่ม -OH ไฮดรอกซิลในโมเลกุล กลีเซอรอลเป็นอนุพันธ์ของโพรเพน (โพรเพนทรีออล) ในขณะที่เอทิลีนไกลคอลเป็นอนุพันธ์ของอีเทน (ethanediol) ในสารละลายที่เป็นน้ำ จะลดจุดเยือกแข็งและเพิ่มจุดเดือดด้วย การเลือกกลีเซอรอลและเอทิลีนไกลคอลควรพิจารณาใช้ของเดิมเพราะปลอดภัยกว่าในการใช้งาน ผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อมก็มีน้อยเช่นกัน

4. สามารถซื้อเอทิลีนไกลคอลได้ที่ไหน?

เอทิลีนไกลคอลหาซื้อได้ง่ายใน ร้านค้าเคมีหรือผู้ค้าส่ง ราคาของสารนี้อยู่ในช่วงที่ค่อนข้างกว้าง ควรให้ความสนใจกับการซื้อสินค้าที่มีคุณภาพสูงสุด เอทิลีนไกลคอลยังรวมอยู่ในช่วงของรีเอเจนต์ที่นำเสนอโดย PCC Group (หมายเลข CAS 9005-07-6)

5. พิษของเอทิลีนไกลคอล – อาการคืออะไร?

พิษของเอทิลีนไกลคอลมักคล้ายกับภาวะมึนเมาจากแอลกอฮอล์ มีการเคลื่อนไหวที่ไม่ต่อเนื่องกันอย่างเห็นได้ชัด, ง่วงนอน, หายใจเร็ว, ความดันโลหิตเพิ่มขึ้นและในบางกรณีอาการชัก พิษของเอทิลีนไกลคอลไม่สามารถประเมินได้ หลังจาก 24 ชั่วโมง อาการแรกของภาวะไตวายจะปรากฏขึ้น การเป็นพิษทำให้เกิดความล้มเหลวของระบบไหลเวียนโลหิตและแม้กระทั่งความเสียหายร้ายแรงต่อระบบประสาทส่วนกลาง

6. วิธีแยกแยะเอทิลีนไกลคอลจากกลูโคส?

เราสามารถแยกความแตกต่างของสารประกอบทั้งสองนี้ได้โดยทำการทดสอบ Trommer ที่เป็นที่นิยม กลูโคสอยู่ในกลุ่มที่เรียกว่าอัลโดซิส ซึ่งจะจัดอยู่ในกลุ่มอัลดีไฮด์ เป็นที่ทราบกันว่าอัลดีไฮด์ผ่านการทดสอบ Trommer ในขณะที่ไดออล (เช่น เอทิลีนไกลคอล) ไม่ผ่านการทดสอบ การทดลองทั้งหมดอยู่บนพื้นฐานของการลด (โดยใช้สารที่ทดสอบ) ของทองแดงสีน้ำเงิน (II) ไฮดรอกไซด์ CuOH ₂ เป็นทองแดงสีอิฐ (I) ออกไซด์ Cu ₂ O ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง