دی اتیلن گلایکول چیست؟ | روش تولید، ویژگی‌ها و کاربردهای DEG

دی اتیلن گلیکول (DEG)، Diethylene glycol، یک ترکیب آلی است. این ترکیب، مایعی بی رنگ، بدون بو، سمی و جاذب رطوبت با طعمی شیرین است. این ماده در آب، الکل، اتر، استون و اتیلن گلیکول قابل امتزاج است. DEG یک حلال پرکاربرد است. Diethylene glycol می‌تواند در محصولات مصرفی، یک آلاینده محسوب شود. این مسئله از اوایل قرن ۲۰ میلادی منجر به اپیدمی‌های متعددی از مسمومیت با این ترکیب شده است.

روش‌های تولید دی اتیلن گلایکول

DEG از هیدرولیز جزئی اتیلن اکسید تولید می‌شود. بسته به شرایط واکنش‌ها، مقادیر مختلفی از DEG و گلایکول های مربوطه دیگر تولید می‌شود. محصول به دست آمده شامل دو مولکول اتیلن گلایکول است که توسط پیوند اتری به هم متصل شده‌اند.

دی اتیلن گلایکول به عنوان یک محصول مشترک با اتیلن گلایکول (MEG) و تری اتیلن گلایکول به دست می‌آید. در صنعت، به طور کلی برای به حداکثر رساندن تولید MEG عمل می‌شود. اتیلن گلایکول بزرگ‌ترین حجم را در میان محصولات گلایکول در کاربردهای مختلف به خود اختصاص داده است.

تولید دی اتیلن گلایکول به طور کلی بر اساس تقاضا و تولید مونو اتیلن گلایکول انجام می‌گیرد؛ زیرا محصول جانبی این فرآیند است. در این فرآیند، از اکسیداسیون اتیلن در دمای بالا و در حضور کاتالیزور اکسید نقره، گلایکول تشکیل می‌شود. سپس اتیلن اکسید، هیدراته می‌شود تا دی اتیلن گلیکول را با مونو اتیلن گلیکول و تری اتیلن گلیکول به عنوان محصولات مشترک تولید کند.

صنایع مواد اولیه شیمیایی سعی می‌کنند در این فرآیند، تولید MEG را به حداکثر برسانند اما دی اتیلن گلیکول یک محصول جانبی بسیار مفید است.

خواص دی اتیلن گلیکول

دی اتیلن گلیکول یکی از چند ترکیب گلایکول حاصل از اکسید اتیلن است. گلیکول‌های مرتبط با دی اتیلن گلیکول و تولید آنها با فرمول زیر عبارتند از:

HOCH2CH2 (OCH2CH2) nOH

n =0  اتیلن گلیکول (“ضد یخ) ؛ مونو اتیلن گلیکول MEG

n =1  Diethylene glycol

n =2  تری اتیلن گلیکول ، TEG تری گلیکول ؛

n =3  تتراتیلن گلیکول

n =4  پنتا اتیلن گلیکول

n>4  پلی اتیلن گلیکول

این ترکیبات به دلیل خاصیت اتر، بیشتر از اکثر دی آل‌ها، آب دوست هستند.

تخریب گلایکول ها

تجزیه بیولوژیکی گلایکول ها در انسان با استفاده از ترکیب “پنتیلن گلایکول” به عنوان مثال در زیر نشان داده شده است:

تجزیه بیولوژیکی گلایکول ها در انسان

مشخصات فیزیکی و شیمیایی دی ای جی

کاربردهای دی اتیلن گلایکول

Diethylene glycol appearance

۱-کاربرد DEG در تهیه انواع رزین:

از دی اتیلن گلایکول در ساخت رزین‌های پلی استر اشباع و غیر اشباع، پلی اورتان ها و نرم کننده‌ها استفاده می‌شود.  DEGبه عنوان یک ترکیب اولیه در سنتز آلی استفاده می‌شود؛ به عنوان مثال برای تهیه مورفولین و ۱،۴- دی اوکسان.

دی اتیلن گلیکول همچنین به عنوان واسطه شیمیایی در ساخت رزین‌های پلی استر، رزین‌های اکریلات و متاکریلات و پلی اورتان ها استفاده می‌شود. در ایالات متحده و اروپای غربی، ۵۱٪ DEG از این طریق مصرف می‌شود.

۲- کاربرد DEG در صنایع رنگ و حلال‌ها:

دی اتیلن گلایکول یک حلال برای نیتروسلولز، رزین‌ها، رنگ‌ها، روغن‌ها و سایر ترکیبات آلی است. DEG یک ماده مرطوب کننده برای تنباکو، چوب پنبه، جوهر چاپ و چسب و سلفون است. این ماده همچنین بخشی از مایع ترمز، روان کننده‌ها، محلول‌های مه ساز و مه مصنوعی است.

DEG یک حلال در رنگرزی و چاپ پارچه است. همچنین از این ترکیب در جایگاه یک ماده اولیه برای تولید استرهایی که به عنوان امولسیون کننده، ضد عفونی کننده و روان کننده استفاده می‌شود، بسیار پرکاربرد است. DEG یک حلال انتخابی برای مواد معطر در تصفیه نفت محسوب می‌شود.

۳- کاربرد DEG در محصولات بهداشتی و آرایشی:

در محصولات مراقبت شخصی (به عنوان مثال، انواع کرم پوست و لوسیون ها، دئودورانت ها)، DEG اغلب با اترهای دی اتیلن گلیکول جایگزین می‌شود.

گلایکول‌ها به عنوان مواد افزودنی در محصولات بهداشتی و آرایشی و محصولات مراقبت از پوست به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.

گلایکول‌ها از نظر ساختاری به اتیل الکل بسیار مشابه هستند. اتیلن گلایکول با نام متداول اتان دی آل دارای دو گروه OH است. گلایکول های با زنجیر طولانی‌تر شامل پروپیلن گلایکول، بوتیلن گلایکول، پنتیلن گلایکول، هگزیلن گلایکول و غیره می‌باشد.

دی اتیلن گلایکول، فعالیت ضد میکروبی دارد

یک ویژگی معمول دی اتیلن گلایکول و سایر ترکیبات این خانواده، مهار فعالیت‌های میکروبی در هنگام رسیدن به حداقل غلظت بازدارندگی (MIC) است؛ مشابه الکل اتیل. برای حفظ کیفیت محصولات آرایشی، گلایکول ها اغلب به الکل ترجیح داده می‌شوند.

۴-کاربرد DEG در تولید ضد یخ:

یک محلول رقیق دی اتیلن گلیکول همچنین می‌تواند به عنوان ضد یخ استفاده شود. با این حال، اتیلن گلیکول برای این منظور، بسیار بیشتر استفاده می‌شود.

بیشتر ضد یخ‌های شامل اتیلن گلیکول، حاوی چند درصد DEG هستند که به عنوان محصول جانبی تولید اتیلن گلیکول وجود دارد.

۵- کاربرد DEG در صنعت گاز طبیعی:

در صنعت گاز طبیعی، در موقعیتی که باید آب را از خطوط لوله گاز خارج کرد، DEG به عنوان یک ماده خشک کننده استفاده می‌شود.

با این حال، در ژاپن بیشترین استفاده از این ترکیب به عنوان کمک کننده در فرآیند سنگ زنی سیمان معرفی شده است. DEG همچنین می‌تواند در استخراج حلال‌های نفتی مورد استفاده قرار گیرد.

DEG در حال حاضر توسط TEG (تری اتیلن گلایکول) در برخی از کاربردهای آن، جایگزین شده است؛ زیرا سمیت پایین‌تر اتیلن گلیکول باعث جلب نظر بیشتر تولیدکنندگان گشته است.

پروپیلن گلیکل، ترکیبی از خانواده DEG:

پروپیلن گلایکول تا حد زیادی، متداول‌ترین نوع گلایکول است. البته گاهی گزارش‌هایی در مورد واکنش‌های آلرژیک نسبت به این ماده اعلام شده است که هنوز هم در حال انتشار است!

در این زمینه باید یادآوری شود که سنتز پروپیلن گلایکول از طریق اکسید پروپیلن اتفاق می افتد و بر این اساس استرهای مختلف می‌تواند به صورت محصولات جانبی و مقدار باقیمانده پروپیلن اکسید، پس از واکنش با آب تولید شوند.

پروپیلن گلایکول به عنوان یک ماده افزودنی غذایی (E1520) دارای مجوزهای لازم است و همچنین به عنوان افزودنی در محصولات دخانیات وجود دارد.

از اتیلن گلایکول به ندرت در محصولات آرایشی استفاده می‌شود. متابولیت اصلی آن در بدن انسان اسید اگزالیک است و در محصولات مراقبت از مو، تا ۵٪ مجاز است. همچنین به دلیل اثرات آسیب زننده به کلیه، شناخته شده است.

۶-DEG در محصولات مرطوب کننده پوست:

گلایکول ها، به ویژه پروپیلن گلایکول، بوتیلن گلایکول و پنتیلن گلایکول دارای خصوصیت جذب رطوبت هستند و از طریق پل‌های هیدروژن آن را حفظ می‌کنند. محصولات آرایشی حاوی گلیسیرین، سطح رطوبت پوست را بهبود می‌بخشد.

پلی اتیلن گلیکول (PEG)

در پایان این بخش لازم است درباره پلی اتیلن گلیکول‌ها (PEG) نیز به صورت مختصر صحبت کنیم. PEG ها از طریق اتصال مولکول‌های اتیلن گلایکول با حذف آب، تشکیل می‌شوند. به این صورت که دو مولکول اتیلن گلایکول، DEG را تشکیل می‌دهند. DEG به علاوه یک مولکول اتیلن گلایکول اضافی، تری اتیلن گلایکول را تشکیل می‌دهد و این فرآیند تا تشکیل PEG ادامه پیدا می‌کند. پلی اتیلن گلایکول ها در بدن تجزیه نمی‌شوند. گلایکول‌ها به دلیل وزن مولکولی زیاد نیز جذب نمی‌شوند. PEG ها در آب محلول هستند و آب را در خود نگه می‌دارند.

PEG ها در ترکیبات بهداشتی پوست، می‌توانند سطح پوست را صاف کنند و برای کنترل قوام محصولات آرایشی به کار می‌روند. آن‌ها هیچ عملکرد ضد میکروبی ندارند.

در حضور اشعه ماورا بنفش، PEG ها به اکسیژن، حساس هستند. با افزودن آنتی اکسیدان ها، به مخلوط پلی اتیلن گلیکول، معمولاً می‌توان از تشکیل پراکسیدها جلوگیری کرد.

ایمنی دی اتیلن گلایکول

با وجود کشف ویژگی‌های سمی بودن برای ترکیب DEG در سال ۱۹۳۷ و درگیر شدن آن در مسمومیت‌های متعدد در سراسر جهان، اطلاعات موجود در مورد سمیت دی اتیلن گلایکول برای انسان، محدود است.

بر اساس اطلاعات موجود، خطر واکنش‌های خطرناک و مشخصی وجود ندارد.

دی اتیلن گلیکول در شرایط عادی پایدار است. این ترکیب نباید در تماس با رطوبت قرار بگیرد و یا در شرایط گرمای شدید و حرارت قرار بگیرد.

مواد ناسازگار با دی اتیلن گلیکول شامل عوامل اکسید کننده قوی، اسیدهای قوی و فلزات هستند.

محصولات خطرناک حاصل از تجزیه دی اتیلن گلیکول شامل مونوکسیدکربن (CO) و دی اکسید کربن است. برای واکنش‌های پلیمریزاسیون خطرناک، هیچ اطلاعاتی موجود نیست.

شرایط نگهداری دی اتیلن گلایکل

هنگام کار کردن با دی اتیلن گلیکول بهتر است از تجهیزات محفاظت شخصی استفاده کنید. از تهویه مناسب مکانی که بسته بندی‌های حاوی این ترکیب نگهداری می‌شوند، اطمینان حاصل کنید. از تماس با پوست، چشم و لباس‌های خود با دی اتیلن گلایکول باید جلوگیری کنید.

از خوردن و استنشاق بخارات دی اتیلن گلیکول خودداری کنید. ذخیره سازی و نگهداری بشکه‌ها یا مخازن DEG در یک مکان خشک، خنک و دارای تهویه مناسبباید انجام شود. ظروف حاوی این ترکیب شیمیایی را محکم و درب بسته نگه دارید.

بسته بندی دی اتیلن گلایکول

بسته بندی دی اتیلن گلایکولدی اتیلن گلایکول را می‌توان در مخازن فولاد ضد زنگ، آلومینیومی یا بشکه‌های پلاستیکی آستر دار، کانتینرهای مخزن دار یا کامیون‌های مخزن دار، حمل و ذخیره کرد. وزن بشکه‌ها ۲۳۰ کیلوگرم است.

وزن مخصوص این ترکیب، ۱.۱۱۸ و نقطه اشتعال آن ۱۵۴ درجه سانتی گراد است. برای حمل و نقل جاده‌ای، ریلی، هوایی یا دریایی، بهتر است استانداردهای حمل رعایت شود.

وضعیت بازار و خرید و فروش دی اتیلن گلایکول

خرید و فروش DEG برای کاربردهای صنعتی و برای تولید محصولات آرایشی و بهداشتی در حجم فله‌ای یا مقادیر کمتر از ۱۰۰۰ کیلوگرم انجام می‌شود. بسته بندی‌های حاوی این ترکیب شیمیایی در حمل فله‌ای، معمولاً به صورت بشکه‌های فلزی است. بسته به تقاضای شرکت‌ها برای خرید دی اتیلن گلیکول و نوع بسته بندی‌ها، قیمت دی اتیلن گلایکول اعلام می‌شود.

قیمت دی اتیلن گلایکول به شرایط بازار و نحوه تأمین مواد اولیه بستگی دارد. ترکیبات گلایکول در بورس هم به فروش می‌رسند. از تولیدکنندگان دی اتیلن گلایکول می‌توان به پتروشیمی شازند اراک و مروارید اشاره کرد.

انتشار آگهی خرید و فروش دی اتیلن گلایکول

منابع:

https://en.wikipedia.org/wiki/Diethylene_glycol

https://www.solventis.net/products/glycols/diethylene-glycol/

https://www.fishersci.com/store/msds?partNumber=D491&productDescription=DIETHYLENE+GLYCOL+REAGENT+1L&vendorId=VN00033897&countryCode=US&language=en

https://thechemco.com/chemical/diethylene-glycol/

https://www.dermaviduals.de/english/publications/ingredients/glycols-in-skin-care-preparations-and-dermatics.html