بایگانی دسته ی مقالات حلال شیمیایی

حلال شیمیایی چیست؟

حلال یک ماده شیمیایی است که ماده شیمیایی دیگری را حل می‌کند و محلولی به صورت مخلوط همگن تشکیل می‌دهد. حلال شیمیایی جزء موجود در محلول است که بیشترین مقدار را دارد و شکل فیزیکوشیمیایی ماده را به صورت جامد، مایع یا گاز تعیین می‌کند.

به عبارت دیگر حلال بخشی است که معمولاً بیش از 50% یک محلول را تشکیل داده است، در حالی که حل‌شونده بخشی است که در حلال مخلوط می‌شود. به‌طور معمول، حل‌شونده کمتر از 50٪ محلول است. حلال‌ها معمولاً اما نه لزوماً همیشه مایع هستند و همچنین می‌توانند گاز یا جامد باشند.

کاربرد حلال شیمیایی

صنعت چسب و پوشش

چسب‌ها و درزگیرها از پلیمرهای مختلفی تولید می‌شوند. انتخاب آن‌ها و ترکیب آن‌ها از انتخاب حلال شیمیایی مناسب استفاده می‌کند. بیشتر سیستم‌های حلال شیمیایی برای بهینه‌سازی حلالیت پلیمر اولیه طراحی شده‌اند. چسب‌ها را می‌توان به آنهایی تقسیم کرد که با واکنش شیمیایی و پیوندهایی که به دلیل فرایندهای بدنی پیوند دارند، ایجاد می‌شوند.

فروش حلال صنعتی با دریافت نمونه محصول از دکتر کمیکال

چسب‌های واکنشی شیمیایی بر اساس روش تولید که شامل پلیمریزاسیون، پلی ادیشن یا تراکم پلیمری به سه دسته تقسیم می‌شوند.

چسب‌های پیونددهنده فیزیکی شامل چسب‌های حساس به فشار و تماس، چسب‌های مذاب یا محلول و پلاستیکول‌ها هستند.

چسب‌های پلیمریزاسیون از سیانواکریلات (بدون حلال)

چسب‌های بی‌هوازی (حاوی حلال‌ها نیستند اما نیاز به پرایمر پلاستیک و بعضی از فلزات که محلول‌های نفتالین مس هستند) چسب قابل‌استفاده در برابر اشعه ماورای بنفش (ترکیبات بدون حلال پلی‌اورتان و اپوکسی) نیاز دارند.

چسب‌های حساس به فشار و تماس از انواع مختلفی از پلیمرها از جمله استرهای اسید آکریلیک، پلی ایزوبوتیلن، پلی استرها، پلی کلروپرون، پلی اورتان، سیلیکون، کوپلیمر استایرن بوتادین و لاستیک طبیعی ساخته شده است.

به استثنای چسب‌های استری آکریلیک اسید که می‌توانند به عنوان محلول، امولسیون، UV 100٪ مواد جامد و سیلیکون قابل ترمیم (که ممکن است فقط اثری از حلال‌ها باشد) پردازش شوند، همه لاستیک‌های باقیمانده در درجه اول با مقادیر قابل توجهی از حلال‌ها مانند حلال‌های هیدروکربن ساخته می‌شوند (به طور عمده هپتان، هگزان، نفتا)، کتون (عمدتاً استون و متیل اتیل کتون)، و حلال‌های آروماتیک (عمدتا تولوئن و زایلن).

چسب‌ها و پلاستیسول‌های مذاب حاوی حلال‌ها نیستند. گروه چسب محلول شامل محصولاتی است که از سیستم‌های حلال پلیمری زیر تهیه شده است:

نیترو سلولوز (حلال‌های معمولی شامل ترکیبات حلال معمولاً از یک کتون یا استر، الکل و هیدروکربن انتخاب شده از ایزوپروپانول، 2- بوتیل هگزانول، آمیل استات، استون، متیل اتیل کتون)، لاستیک نیتریل (حلال اصلی – متیل اتیل کتون)، پلی کلرو پرون که معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استر، هیدروکربن آروماتیک و آلیفاتیک آلی که از نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن، تولوئن و پلی‌وینیل استات (آب) حل می‌شود.

درزگیرهای اکریلیک پایه آب هستند؛ اما ممکن است حاوی اتیلن و پروپیلن گلیکول، روغن‌های معدنی و مینرال اویل نیز باشند. همچنین درزگیرهای اکریلیک مبتنی بر حلال وجود دارد که حاوی مقادیر قابل‌توجهی از حلال‌های شیمیایی مانند روغن‌های معدنی، تولوئن و زایلن است. درزگیرهای پلی سولفید معمولاً حاوی تولوئن هستند؛ اما از متیل اتیل کتون نیز استفاده می‌شود.

گروه سیلانت کلاس B حاوی حلال‌های شیمیایی قابل‌ملاحظه‌ای بیشتر است (تا 40٪ حجم) اما برخی موارد استثنا نیز وجود دارد. درزگیرهای PVC بر پایه پلاستیسول‌ها ساخته شده‌اند و بدون حلال‌ها می‌توان آنها را ساخت. درزگیرهای مبتنی بر لاستیک بوتیل معمولاً حاوی هیدروکربن‌ها (C6-C12) هستند.

درزگیرهای مبتنی بر استایرن – بوتادین – استایرن معمولاً مقادیر زیادی از حلال‌های شیمیایی را از یک گروه انتخاب می‌کنند که شامل تولوئن، هپتان، هگزان، متیل اتیل کتون، ایزو بوتیل ایزو بوتیرات، n-amyl استات، آمیل کتون است. آنها معمولاً در مخلوط‌های حلال پردازش می‌شوند. پلی کلرو پرون معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استرها و هیدروکربن‌های آروماتیک و آلیفاتیک حل می‌شود. این لیست شامل نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن و تولوئن است.

صنعت آسفالت

محصولات ساختمانی بیشماری از آسفالت و ذغال سنگ برای کاربردهایی همچون سیلر درایو، آسفالت برش، سیمان، آغازگر بتونی، مخلوط سرد بتن، سیمان سقف، پرکننده اتصالات انبساط، مایعات پچ، ضد آب غشاهای مایع ضدعفونی و روکش لوله ساخته شده است. تمام این محصولات حاوی حلال شیمیایی هستند.

ساده‌ترین فرمولاسیون مخلوط آسفالت و (معمولاً) روغن‌های معدنی است که برای آب‌بندی، پرایمری و پوشش بتن مورداستفاده قرار می‌گیرد. پیشرفته‌ترین محصولات از نظر فن آوری برای ضد آب و پوشش خط لوله استفاده می‌شود. این محصولات همچنین بر اساس پراکندگی آسفالت در حلال شیمیایی، اما با افزودن پلیمر تقویت می‌شوند.

افزودن پلیمر، رفتار پلاستیک آسفالت را اصلاح‌کرده و آن را بیضوی می‌کند. معمولاً حلال‌های شیمیایی اضافی برای بهبود حلالیت در اجزای پلیمری اضافه می‌شوند. پلی‌اورتان‌های واکنشی اغلب مورداستفاده در اصلاح ضد آب غشاهای مایع هستند. تولوئن و زایلن ترکیب آسفالت هستند که اغلب از حلال‌های شیمیایی اضافی استفاده می‌شوند. این مواد به دلیل تبخیر حلال تا حدی جامد می‌شوند. خواص الاستومری آنها از پسوندهای زنجیره‌ای و واکنش‌های متقابل زنجیره‌ای حاصل می‌شود که یک شبکه پلیمری داخلی را تشکیل می‌دهند که آسفالت را تقویت می‌کند.

صنایع محصولات آرایشی و بهداشتی

چندین محصول آرایشی حاوی حلال هستند. از جمله این موارد می‌توان به لاک ناخن، پاک‌کننده لاک ناخن، عطر، رنگ مو، پاک‌کننده‌های عمومی، اسپری مو و لوسیون اشاره کرد. در بیشتر موارد، اتانول تنها حلال شیمیایی است. لاک ناخن و پاک‌کننده لاک ناخن حاوی انواع زیادی از حلال‌های شیمیایی است.

نیتروسلولز، پلی‌استر، کوپلیمر استر اکریلیک و متاکریلیک استر، رزین فرمالدئید، بوتیرات استات سلولز متداول‌ترین پلیمرها در فرمولاسیون‌های لاک ناخن هستند. حلال‌ها باتوجه‌به پلیمر مورداستفاده انتخاب شدند. حلال‌ها شامل استون، متیل استات، اتیل استات، بوتیل استات، متیل گلیکول استات، متیل اتیل کتون، متیل ایزوبوتیل کتون، تولوئن، زایلن، ایزوپروپیل الکل، متیل کلروفرم و نفتا است.

حلال‌ها بخش عمده‌ای از ترکیب را معمولاً حدوداً 70٪ تشکیل می‌دهند. اصلاح برای بهبود انعطاف‌پذیری و دوام لاک ناخن در حال انجام است. تلاش‌های دیگر جهت بهبود خواص ضدقارچی، ازبین‌بردن کتون‌ها و رزین‌های فرمالدئید (کتون‌ها به دلیل سمیت و بوی تحریک‌کننده آنها و رزین‌های فرمالدهید به دلیل کمک به درماتیت) و ازبین‌بردن زردی انجام شده است.

استون قبلاً تنها حلال شیمیایی مؤثر بسیاری از برطرف‌کنندگان لاک ناخن بود. هنوز مورداستفاده قرار گرفته است؛ اما تلاش فعلی برای ازبین‌بردن استفاده از کتون‌ها در جوش دهنده‌های ناخن وجود دارد. ترکیبات مورداستفاده بیشترین ایزوپروپانول / اتیل استات و اتیل استات / ایزوپروپانول / 1،3- بوتانیدول هستند.

پاک‌کننده‌های عمومی مورداستفاده در سالن‌های آرایش مو حاوی ایزوپروپانول و اتانول هستند. اسپری مو حاوی اتانول است که ترکیبی از اتان، پروپان، ایزبوتان و بوتان هستند. در معرض شیمیایی در سالن‌های آرایشگاه، اگرچه غلظت بالایی از اتانول وجود دارد، اما سطح شناسایی شده زیر حد NIOSH است. غلظت‌ها در سالن‌های بدون تهویه (حدود 3 برابر بیشتر) از سالن‎‌هایی که در سالن‌های تهویه مطبوع اندازه‌گیری می‌شوند. غلظت کمی از تولوئن نیز یافت می‌شود، که احتمالاً از اجزای رنگ ناشی می‌شود.

حلال شیمیایی در دارو سازی

حلال شیمیایی در داروسازی

از حلال‌ های آلی معمولاً در صنایع داروسازی به عنوان محیط واکنش، جداسازی و تصفیه محصولات سنتز و همچنین برای تمیز کردن تجهیزات استفاده می‌شود.

از آنجاکه حلال‌های شیمیایی باقیمانده در محصولات نهایی مواد مطلوب نیستند، ممکن است از روش‌های مختلفی برای حذف آنها استفاده شود، مشروط بر اینکه آنها معیارهای ایمنی را رعایت کنند.

پس از فرایند خشک کردن، باید تجزیه و تحلیل ها انجام شود تا بررسی شود که آیا مقادیر حلال‌های شیمیایی مورد استفاده در هر مرحله از تولید از حد قابل قبول تجاوز نمی‌کند. همچنين حلال‌های جديد مانند مايعات فوق بحرانی يا مايعات يونی برای جايگزينی حلال‌های آلی در فرايندهای توليد دارو ساخته شده‌اند.

حلال‎‌های شیمیایی ارگانیک به طور مداوم در فرایندهای تولید داروسازی حضور دارند. صنعت داروسازی به ازای هر مقدار محصول نهایی یکی از بزرگ‌ترین کاربران حلال‌های آلی است. حلال‌های شیمیایی معمولاً در هر مرحله از مسیر سنتز یک ماده فعال یا مواد تحریک کننده و بعضی اوقات در طی فرمولاسیون فراورده‌های دارویی استفاده می‌شوند.

به دلیل برخی از موانع جسمی و شیمیایی، حلال‌های آلی با روش‌های تولیدی، از جمله خشک شدن در دمای بالا تحت فشار و یا لیوفیلیزاسیون نمی‌توانند کاملاً از محصول حذف شوند.

معمولاً مقادیر کمی از حلال‌ها ممکن است در محصول نهایی باقی بمانند که به آنها حلال باقیمانده (RS) گفته می‌شود و معمولاً به عنوان ناخالصی‌های فرار آلی (OVI) نیز شناخته می‌شوند. علاوه‌براین، یک محصول دارویی ممکن است توسط حلال‌های آلی از بسته بندی، انبار، یا از حمل‌ونقل نیز آلوده شود.

به طور کلی، به دلایل عینی، صنعت داروسازی یک شاخه سخت تنظیم شده از تولید است. به همین دلیل است که براساس سمیت هر حلال، محدودیت‌های RS برای محصولات دارویی و مواد اضافی توسط انجمن‌های مختلف تعیین شده است.

استفاده‌های معمولی از حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص سازی) است. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند.

تقطیرهای آزئوتروپ یا استخراج به عنوان عملکرد اصلی حلال‌ها در مرحله واکنش، حلالیت است. به عنوان رسانه واکنش، حلال‌ها با شکستن نیروهای منسجم که محلول‌های بلوری و مایع را در کنار هم نگه داشته می‌شوند، واکنش املاح را بیشتر می‌کنند.

به همین دلیل تحقیقات زیادی برای درک و پیش بینی خواص حلال‌ها انجام شده است که از همه جنبه‌های رفتار شیمیایی دارای اهمیت هستند. علاوه‌براین، حلال‌های شیمیایی همچنین می‌توانند بخشی از یک واکنش سنتز به عنوان معرف یا کاتالیزور باشند.

فرایند استخراج مرحله بعدی تولید API است، جایی‌که یک ماده دارویی با حلال‌های ارگانیک ارتباط دارد. در این فرایند، محصولات سنتز از بقایای واکنش پس از واکنش جدا می‌شوند. معمولاً جداسازی مایع – مایع بین فرکشن‌های آلی و معدنی انجام می‌شود.

انواع حلال‌ها در فرایند استخراج به عنوان مثال استفاده می‌شوند. حلال‌های کلر دار مانند دی کلرومتان یا کلروفرم و همچنین کتون‌ها، اترها، استرها و الکل در استخراج پس از یک فرایند تخمیر، از حلال‌های آلی مانند الکل، تولوئن، استون، استات یا متیلن کلرید استفاده می‌شود.

تلاش برای کاهش مصرف حلال شیمیایی در تولید مواد مختلف، نیاز به اطلاعات پیش زمینه در مورد موجودی فعلی، دلایل انتخاب حلال‌های شیمیایی خاص، تأثیر حلال‌های شیمیایی مختلف بر روی خواص محصولات نهایی، روندهای آینده و امکاناتی برای جایگزینی حلال شیمیایی در حوزه‌های مختلف تولید و صنایع انجام شده است.

انواع حلال های شیمیایی

انواع حلال را می‌توان به دو دسته کلی حلال های آلی و حلال های معدنی تقسیم کرد. حلال‌های معدنی حاوی عنصر کربن نیستند. رایج‌ترین حلال‌های معدنی آب و آمونیاک مایع هستند در حالی که حلال‌های آلی مانند الکل‌ها، گلیکول اترها حاوی کربن و اکسیژن در ساختار خود هستند.

همچنین حلال‌ها را می‌توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد: قطبی و غیرقطبی. یک مورد خاص جیوه است که محلول‌های آن به عنوان آمالگام شناخته می‌شود. همچنین محلول‌های فلزی دیگری نیز وجود دارند که در دمای اتاق مایع هستند. به‌طورکلی، ثابت دی الکتریک حلال معیار تقریبی از قطبیت حلال را ارائه می‌دهد.

حلال قطبی نوعی حلال است که بارهای جزئی یا گشتاورهای دوقطبی زیادی دارد. پیوندهای بین اتم‌ها دارای الکترونگاتیوی بسیار متفاوت اما قابل اندازه‌گیری هستند. یک حلال قطبی می‌تواند یون‌ها و سایر ترکیبات قطبی را حل کند. در واقع حلال‌های قطبی مولکول‌های دوقطبی قوی هستند که از طریق پیوند هیدروژنی نیز با دیگر مواد برهمکنش دارند.

حلال های قطبی نیز اغلب باعث شکستن پیوندهای کووالانسی املاح یونیزاسیون این املاح می‌شوند. رایج‌ترین حلال‌های مورد استفاده در سیستم‌های دارورسانی، حلال‌های قطبی، از جمله، آب و الکل هستند. به حلال‌های قطبی دیگری مانند الکل‌ها، آلدئیدها و کتون‌های قند و سایر ترکیبات گروه‌های -OH نیز می‌توان اشاره کرد.

حلال‌های غیرقطبی خاصیت دوقطبی کمی دارند یا اصلاً ندارند. اگرچه آنها نمی‌توانند به‌طور مستقل دوقطبی تشکیل دهند؛ اما می‌توانند از برهمکنش‌های دوقطبی- دوقطبی برای حل املاح مناسب استفاده کنند.

حلال‌های غیرقطبی دارای ثابت دی الکتریک بین 1 تا 20 هستند و شامل روغن‌های تثبیت شده، تتراکلرید کربن و کلروفرم می‌شوند. املاح یونی و قطبی در حلال‌های غیرقطبی حلالیت کمی دارند یا اصلاً حل نمی‌شوند. با این حال، روغن‌ها، چربی‌ها و اسیدهای چرب به خوبی در حلال‌های غیرقطبی حل می‌شوند.

انواع حلال های آلی

حلال های آلی ساختار مشترکی دارند. حلال‌های آلی هم ممکن است طبیعت آب‌گریز و هم آبدوست داشته باشند. حلال‌های آلی خواص فیزیکی و شیمیایی مختلفی از خود نشان می‌دهند که در زیر آورده شده است:

• در طبیعت فرار هستند – حلال‌های فرار آنهایی هستند که توانایی تبخیر دارند. به دلیل ماهیت فرار حلال‌های آلی وقتی در هوا آزاد می‌شوند، بوی آنها در فضا حس می‌شود.
• نقطه جوش پایینی از خود نشان می‌دهند، گفته می‌شود که حلال‌های آلی نقطه جوش بسیار پایینی دارند. به دلیل این نقطه جوش پایین، آنها بسیار فرار هستند.
• مایعات بی‌رنگ هستند و وزن مولکولی کمتری دارند. حلال‌های آلی فرار و با وزن مولکولی کم هستند و به شکل مایع در دمای اتاق وجود دارند.

براساس ساختار و گروه عملکردی، می‌توان حلال‌های آلی را به شکل‌های مختلفی دسته بندی کرد:

1. حلال‌های آلیفاتیک: این حلال‌ها متعلق به کلاس آلکن‌ها هستند. گفته می‌شود که آنها طبیعت غیرقطبی دارند. برخی از کاربردهای این‌گونه حلال‌ها عبارتند از استخراج روغن، رنگ، رنگ، داروسازی، پلیمریزاسیون و چسب.
2. حلال‌های آروماتیک: این حلال‌ها مانند حلال آلیفاتیک، حلال‌های غیرقطبی هستند. آنها به عنوان حلال‌های صنعتی برای چسب‌ها، رنگ‌ها، جوهرهای چاپ، فرایندهای استخراج، کاهش‌دهنده، در حشره‌کش‌ها و غیره استفاده می‌شوند.
3. حلال‌های کربونیل: این حلال‌ها شامل استرها می‌شود که دارای خواص قطبی هستند و در پاک‌کننده‌های رنگ ناخن، پاک‌کننده‌های الکترونیکی، تخته‌های مدار، کافئین زدایی، در چسب‌ها و همچنین در مواد طعم‌دهنده غذا استفاده می‌شوند.
4. برخی از حلال‌های آلی دیگر شامل الکل‌ها هستند که در کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند.

حلال پروتیک

یک حلال پروتیک از مولکول‌هایی تشکیل شده است که ممکن است به‌عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل کنند. آب، الکل و اسیدهای کربوکسیلیک نمونه‌هایی از حلال‌های پروتیک هستند. برخلاف آن حلال‌هایی که نمی‌توانند به عنوان اهداکننده پیوندهای هیدروژنی عمل کنند، حلال‌های آپروتیک در نظر گرفته می‌شوند.

ترکیباتی که با فرمول کلی ROH قابل توصیف هستند، حلال‌های پروتیک قطبی هستند. قطبیت حلال‌های پروتیک قطبی از دوقطبی پیوند O-H حاصل می شود. اندازه کوچک اتم هیدروژن و تفاوت زیاد در الکترونگاتیوی اتم اکسیژن و اتم هیدروژن جداسازی مولکول‌های شامل گروه OH از این گروه از ترکیبات قطبی را تضمین می‌کند و دقیقاً به همین دلیل است که حلال پروتیک به عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل می‌کند.

حلال آپروتیک

حلال آپروتیک پروتون آزاد نمی‌کند؛ اما ممکن است به‌عنوان یک حلال ساده عمل کند، جایی که قطبیت اندازه‌گیری شده توسط ثابت دی الکتریک قابل توجه است، یا ممکن است به‌عنوان یک گیرنده پروتون یعنی پایه آپروتیک عمل کند. حلال‌های آپروتیک ترکیبات قطبی مایعی هستند که فاقد اتم‌های هیدروژن قابل تجزیه هستند.

اجزا شیمیایی مانند پیوندهای O-H و N-H در این حلال‌ها وجود ندارند. بنابراین؛ گروه‌های هیدروکسیل (-OH) و گروه‌های آمین (-NH2) در حلال‌های آپروتیک وجود ندارند و قادر به تشکیل پیوند هیدروژنی نیستند.

حلال‌های آپروتیک همراه حلال‌های پروتیک توانایی حل کردن یون را دارند. کمبود هیدروژن اسیدی در این حلال‌ها وجود دارد و یون هیدروژن آزاد نمی‌کنند. حلال‌های آپروتیک قطبی دارای مقادیر ثابت دی الکتریک حداقلی یا متوسط هستند. نمونه‌هایی از حلال‌های آپروتیک شامل اتر، متیلن کلرید و هگزان است.

حلال های شیمیایی آلی در مراحل تولید میکروبی

حلال‌های شیمیایی ترکیبات موجود در کره زمین نیستند. در شرایط طبیعی، حضور آنها در مقادیر قابل‌توجهی محدود به مناطق خاص می‌شود. فقط تعداد محدودی از حلال‌های شیمیایی منشأ بیولوژیکی دارند و برخی ممکن است در طبیعت به غلظت‌های بالاتری برسند. بهترین نمونه شناخته شده اتانول است. بااین‌حال، بوتانول و استون نیز به‌راحتی توسط میکروب‌ها تشکیل می‌شوند و ممکن است غلظت‌های بالایی در آن ایجاد شود.

در حقیقت، در آغاز قرن بیستم، امکانات تولید بسیار بزرگی برای تولید میکروبی بوتانول و استون در حال بهره‌برداری بود. علاوه بر این، ترپن‌ها حلال‌های طبیعی هستند که به طور عمده توسط گیاهان تولید می‌شوند و در محلی می‌توانند به غلظت‌های بالایی برسند. به‌عنوان‌مثال، لیمونن در قطرات ریز در پوست پرتقال وجود دارد. همه این حلال‌ های شیمیایی برای سلول‌های میکروبی سمی هستند.

با پیشرفت صنعت شیمیایی، این تصویر به طرز چشمگیری تغییر کرده است. در مکان‌های آلوده، میکروارگانیسم‌ها ممکن است با غلظت‌های زیادی با تعداد زیادی حلال شیمیایی مواجه شوند. فقط با چند مورد استثنا، معلوم شد که اگر غلظت میکروب‌ها کم باشد قادر به تخریب این ترکیبات هستند.

این پتانسیل تخریب‌پذیر باتوجه‌به مقادیر کمیاب که ممکن است به‌صورت محلی در بیوسفر طبیعی وجود داشته باشد، غیرمنتظره نیست. اما قرارگرفتن در معرض سلول‌ها در غلظت‌های بالای غیرطبیعی این حلال‌ها معمولاً منجر به غیرفعال‌شدن برگشت‌ناپذیر و در نهایت مرگ آنها می‌شود.

صنایع شیمیایی تا حد زیادی مبتنی بر فرایندهای مبتنی بر حلال شیمیایی است. اما در فرایندهای بیوتکنولوژیک معمولاً میکروب‌ها در یک سیستم مبتنی بر آب مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. این رویکرد باتوجه‌به ترجیح میکروب‌ها برای آب و مشکلات حلال شیمیایی برای سلول‌های کامل کاملاً قابل‌درک است.

حلال‌های شیمیایی اغلب برای استخراج محصولات از فاز آبی استفاده می‌شوند؛ اما تنها پس از اتمام مراحل تولید. در این مرحله، صدمه به سلول‌های کامل اهمیتی ندارد. در هر دو صنعت شیمیایی و بیوتکنولوژی، حلال‌های شیمیایی آلی به دلیل ماهیت محصول یا بستر، مزایای زیادی نسبت به آب دارند.

در نتیجه، طی دهه‌های گذشته بسیاری از فرصت‌ها برای استفاده از حلال‌ شیمیایی در فرایندهای بیو کاتالیستی مورد بررسی قرار گرفته است. هرچه سیستم بیو کاتالیستی ساده‌تر باشد، استفاده از حلال‌های شیمیایی پیچیده‌تر است.

دسته بندی حلال های شیمیایی آلی

حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص‌سازی) کاربرد گسترده‌ای دارند. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به‌عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند. لیستی از انواع حلال‌های موردنیاز صنایع مختلف را می‌توانید در اینجا مشاهده کنید.

در میان انواع بی‌شمار حلال‌های شیمیایی آلی، مواردی که اغلب برای واکنش‌های آنزیمی مورداستفاده قرار می‌گیرند چندان نیستند و باتوجه‌به اهمیت محتوای آب حلال‌های آلی موردنظر، ممکن است در یکی از دسته‌بندی‌های زیر قرار بگیرند.

حلال‌ های آلی امتزاج‌ پذیر با آب

این حلال‌های آلی با دمای واکنش در آب واکنش‌پذیر هستند. هر نوع سیستم حلقی با نسبت 0 تا 100٪ از حلال به آب می‌تواند از این نوع حلال تهیه شود. توجه داشته باشید که برخی از حلال‌های آلی که دارای حلالیت در آب محدود در دمای محیط هستند و ازاین‌رو به‌عنوان آب غیرقابل‌قبول تلقی نمی‌شوند، در درجه حرارت بالا قابل اختلاط می‌شوند.

• متانول
• اتانول
• اتیلن گلایکول
• گلیسرول
• دی متیل فرمامید
• دی متیل سولفوکسید
• استون
• فرمالدهید
• دی اکسان

حلال های آلی امتزاج ناپذیر با آب

الکل ها

• ایزوپروپیل الکل
• بوتیل الکل
• آمیل الکل
• اکتانول
• استر ها
• متیل استات
• اتیل استات
• ان- بوتیل استات
• هگزیل استات

آلکیل هالیدها

• دی کلرو متان
• کلروفرم
• کربن تتراکلرید
• تری کلرو اتان

اترها

•  دی اتیل اتر
• دی پروپیل اتر
• دی ایزوپروپیل اتر
• دی بوتیل اتر
• دی پنتیل اتر

حلال های آلی نامحلول در آب

هیدروکربن های آلیفاتیک

• n– هگزان
• n– هپتان، ایزواکتان

هیدروکربن های آروماتیک

• بنزن
• تولوئن

هیدروکربن های آلیفاتیک حلقوی

• سیکلوهگزان

حلال های هیدروکربنی

نفت و گاز طبیعی فراوان‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین منابع هیدروکربن است. گاهی اوقات از نفتا برای توصیف روغن مایع کم‌جوش و محصولات مایع گاز طبیعی با دامنه جوش از 15.6 درجه سانتی‌گراد (60 درجه فارنهایت) تا 221 درجه سانتی‌گراد (430 درجه فارنهایت) استفاده می‌شود. این گروه بزرگ از ترکیبات می‌توانند از نظر ساختاری به‌عنوان آلیفاتیک و آروماتیک طبقه‌بندی شوند.

هیدروکربن‌های آلیفاتیک شامل آلکان‌های اشباع شده (پارافین‌ها)، آلکن‌های اشباع نشده (الفین) و آلکین‌ها (استیلن‌ها) و سیکلوپارافین‌ها (نفتن‌ها) هستند. پارافین‌ها می‌توانند خطی مانند n- بوتان ،n- پنتان و n- هگزان باشند و شاخه‌هایی مانند ایزوبوتان، ایزوپنتان، ایزو هگزان و غیره شاخه‌ای باشند.

نمونه‌ای از الفین‌ها اتیلن است. سیکلوپارافین، سیکلوپنتان و سیکلوهگزان. این ترکیبات از بنزین طبیعی و روغن‌های نفتی تشکیل شده‌اند که به طور معمول دارای هزاران هیدروکربن با وزن مولکولی از متان تا حدود 50,000- 100,000 دالتون هستند.

پس از پالایش، نفت خام به گازهای هیدروکربن (متان، اتان، پروپان و بوتان)، تقطیرهای سبک (نفتا و روغن‌های تصفیه شده)، تقطیرهای میانی (روغن گاز و روغن جاذب)، تقطیرهای سنگین (روغن‌های فنی، موم پارافین و روغن‌های روان‌کننده)، مواد باقیمانده روغن سوخت باقیمانده موم، آسفالت و کک و لجن پالایشگاه (کک اسید، اسید سولفونیک، روغن‌های سوختی سنگین و اسیدسولفوریک) تقسیم می‌شوند.

محصولات ویژه حلال های شیمیایی:

• ایزوپروپیل الکل
• حلال 402
• دی متیل فرمامید
• خرید گیلسیرین صنعتی
• آنیلین
• استون صنعتی

تولوئن چیست؟

تولوئن که به‌عنوان متیل بنزن نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی آلی است. به دلیل وجود اتم‌های کربن (C) در فرمول شیمیایی آن، به‌عنوان C7H8 نشان داده می‌شود. علاوه بر این، میتل بنزن یک ترکیب آروماتیک محسوب می‌شود؛ زیرا یک حلقه بنزن در ساختار شیمیایی آن وجود دارد. وقتی شش اتم کربن (C) وجود دارد که با یک پیوند دوتایی متناوب به یکدیگر متصل می‌شوند، یک حلقه بنزن یا یک حلقه شش‌ضلعی ایجاد می‌کند. در مورد Toluene، اتم‌های کربن در هر لبه شش‌ضلعی قرار دارند.

ازآنجاکه تولوئن هم یک ترکیب آروماتیک و هم هیدروکربن است، این دسته‌بندی‌های نام ممکن است با هم ترکیب شوند و این ترکیب را به یک هیدروکربن آروماتیک تبدیل می‌کنند. دلیل اینکه به آن متیل بنزن نیز گفته می‌شود، به دلیل ساختار شیمیایی تولوئن است که در آن یک گروه متیل وجود دارد که گروه متیل به حلقه بنزن متصل است.

ساختار تولوئن

متیل بنزن، به‌عنوان تولول نیز شناخته می‌شود، یک هیدروکربن آروماتیک است. متیل بنزن یک مایع آب‌گریز است و محلول در آب نیست و بوی آن مربوط به رقیق‌کننده‌های رنگ است. تولوئن یکی از مشتقات بنزن تک جایگزین است که از یک گروه CH3 متصل به یک گروه فنیل تشکیل شده است. به همین ترتیب، نام سیستماتیک IUPAC آن متیل بنزن است. این ترکیب طبیعی عمدتاً به‌عنوان مواد اولیه صنعتی و حلال استفاده می‌شود.

تولوئن به‌عنوان حلال در بعضی از انواع رنگ‌های تینر دار، سیمان تماسی و چسب هواپیما استفاده می‌شود و پتانسیل ایجاد آسیب عصبی شدید را دارد. متیل بنزن به‌عنوان یک هیدروکربن آروماتیک طبیعی در جانشینی الکتروفیلی واکنش می‌دهد. ازآنجاکه گروه متیل نسبت به یک اتم هیدروژن در همان موقعیت دارای خاصیت رهایی الکترون بیشتری است، Toluene نسبت به بنزن نسبت به الکتروفیل‌ها واکنش‌پذیرتر است. این امر به سولفونه شدن و ایجاد p- تولوئن سولفونیک اسید، و کلره شدن توسط Cl2 در حضور FeCl3 برای دادن اورتو و پارا ایزومرهای کلروتولوئن می‌انجامد.

نکته مهم: زنجیره جانبی متیل در toluene مستعد اکسیداسیون است. متیل بنزن با پتاسیم پرمنگنات برای تولید اسید بنزوئیک و با استفاده از کرومیل کلرید برای تولید بنز آلدئید واکنش می‌دهد.

گروه متیل تحت شرایط رادیکال آزاد هالوژن دار می‌شود. به‌عنوان‌مثال، N-bromosuccinimide) NBS) گرم شده با Toluene در حضور AIBN منجر به بنزیل برومید می‌شود. همین تبدیل با حضور برم عنصری در حضور نور ماورای بنفش یا حتی نور خورشید نیز می‌تواند تأثیر بگذارد. تولوئن همچنین ممکن است توسط HBr و H2O2 در حضور نور، برم دار شود.

گروه متیل موجود در متیل بنزن تنها با بازهای بسیار قوی تحت هیدرژن زدایی می‌شود، میزان pKa آن تقریباً تخمین زده می‌شود. هیدروژناسیون تولوئن، متیل سیکلوهگزان را ایجاد می‌کند. واکنش نیاز به فشار زیاد هیدروژن و یک کاتالیزور دارد.

بیشتر بخوانید: سیکلوهگزانون چیست

فرمول تولوئن

فرمول شیمیایی تولوئن

توجه داشته باشید که فرمول تولوئن (C7H8)، دارای هفت اتم کربن (C) و هشت اتم هیدروژن (H) است. این معنی است که به‌عنوان هیدروکربن طبقه‌بندی می‌شود، ترکیبی که فقط حاوی اتم‌های کربن (C) و هیدروژن (H) است.

کاربرد تولوئن

کاربردهای تولوئن

متیل بنزن در مواد منفجره

سنتز ماده منفجره‌تری نیترو تولوئن نیاز به تولوئن دارد. متیل بنزن به دی نیترو تولوئن نیتراته می‌شود، و سپس با نیتراته شدن بعدی به تری‌نیتروتولوئن تبدیل می‌شود.

متیل بنزن برای تولید فوم

متیل بنزن برای دی نیترو تولوئن نیاز است که برای تولوئن دی ایزوسیانات، استفاده می‌شود که این ماده برای تولید کف‌های پلی‌اورتان مورداستفاده قرار می‌گیرد.

متیل بنزن عمدتاً به‌عنوان پیش‌ماده بنزن از طریق هیدرودآلکلیلاسیون استفاده می‌شود.

کاربرد دیگری از تولوئن عدم تناسب آن در تولید مخلوطی از بنزن و زایلن است. وقتی میتل بنزن اکسید می‌شود، بنزآلدئید و اسید بنزوئیک، دو واسطه مهم است. علاوه بر سنتز بنزن و زایلن، Toluene ماده اولیه‌ای برای تولوئن دی ایزوسیانات (مورداستفاده در ساخت فوم پلی‌اورتان)، تری‌نیتروتولوئن (مواد منفجره، TNT) و تعدادی از داروهای مصنوعی است.

خصوصیات تولوئن

تولوئن به‌عنوان حلال

تولوئن یک حلال رایج است، به‌عنوان‌مثال در رنگ‌ها، رقیق‌کننده‌های رنگ، درزگیرهای سیلیکونی، بسیاری از واکنشگرهای شیمیایی، لاستیک، جوهر چاپی، چسب‌ها، لاک‌ها، برنزه‌های چرمی و ضدعفونی‌کننده‌ها استفاده می‌شود.

درباره حلال های شیمیایی بیشتر اطلاعات کسب کنید.

متیل بنزن در سوخت

متیل بنزن می‌تواند به‌عنوان تقویت‌کننده اکتان در سوخت‌های بنزینی برای موتورهای احتراق داخلی استفاده شود. این ماده با میزان 86٪ حجم، باعث تولید تمام موتورهای توربوشارژ در فرمول یک در دهه 1980 شد، اولین‌بار توسط تیم هوندا پیش‌گام شد. 14٪ باقیمانده یک “پرکننده” n-heptane بود که برای کاهش محدودیت‌های سوخت در فرمول یک، اکتان را کاهش می‌داد.

متیل بنزن با 100٪ می‌تواند به‌عنوان سوخت برای موتورهای دو زمانه و چهار زمانه استفاده شود. اما به دلیل چگالی سوخت و سایر عوامل، سوخت به‌راحتی تبخیر نمی‌شود مگر اینکه در دمای 70 درجه سانتی‌گراد (158 درجه فارنهایت) گرم شود. هوندا با مسیریابی خطوط سوخت از طریق مبدل حرارتی، جذب انرژی از آب موجود در سیستم خنک‌کننده برای گرم‌کردن سوخت، این مشکل را در اتومبیل‌های فرمول یک خود حل کرد.

در سال 2003 در استرالیا، مشخص شد که تولوئن به طور غیرقانونی با بنزین موجود در جایگاه‌های سوخت برای فروش به‌عنوان سوخت وسایل نقلیه استاندارد ترکیب شده است. متیل بنزن فاقد مالیات بر سوخت است، درحالی‌که سایر سوخت‌ها بیش از 40 درصد شامل مالیات می‌شوند و حاشیه سود بیشتری برای تأمین‌کنندگان سوخت ایجاد می‌کنند.

Toluene به‌عنوان ماده مسموم‌کننده به روشی که توسط تولیدکنندگان ناخواسته استفاده می‌شود، استفاده می‌شود. مردم محصولات حاوی تولوئن (مثلاً رنگ‌های تینری، سیمان چسبی، چسب مدل و غیره) را استفاده می‌کنند.

کاربرد تولوئن در آزمایشگاه

تولوئن در آزمایشگاه

در آزمایشگاه از Toluene  به‌عنوان حلال برای نانومواد کربن از جمله نانولوله‌ها و فلوراها استفاده می‌شود و همچنین می‌تواند به‌عنوان یک نشانگر فلورن مورداستفاده قرار گیرد. رنگ محلول تولوئن C60 به رنگ بنفش روشن است. متیل بنزن به‌عنوان سیمانی برای کیت‌های پلی‌استایرن ریز (با حل‌کردن و سپس سطوح جوش) مورداستفاده قرار می‌گیرد، زیرا بسیار دقیق با قلم‌مو قابل‌استفاده است و هیچ‌کدام از بخش‌های عمده‌ای از چسب را شامل نمی‌شود.

به‌منظور استخراج هموگلوبین در آزمایشات بیوشیمی می‌توان از متیل بنزن برای شکستن گلبول‌های قرمز خون استفاده کرد. تولوئن همچنین به‌عنوان خنک‌کننده برای قابلیت‌های انتقال حرارت مناسب در تله‌های سرد سدیم مورداستفاده در حلقه‌های سیستم راکتور هسته‌ای استفاده شده است.

این ماده همچنین در فرایند ازبین‌بردن کوکائین از برگ‌های کوکا در تولید شربت Coca-Cola استفاده شده بود. متیل بنزن یکی از گروه‌های سوختی است که در مخلوط‌های جایگزین سوخت جت گنجانده شده است. به دلیل داشتن محتوای ترکیبات آروماتیک، به‌عنوان یک جت سوخت جت مورداستفاده قرار می‌گیرد.

 متیل بنزن محصول اصلی اصلاح کاتالیزوری است. صنایع شیمیایی به میزان قابل‌توجهی بنزن بیشتری نسبت به تولوئن احتیاج دارند، اما تولوئن به دلیل سمیت کم و تعداد اکتان زیاد برای بنزین بدون سرب ترجیح داده می‌شود. اصلاح کاتالیزوری منبع اصلی این ماده، در ایالات متحده است، اما در اروپای غربی بنزین پیرولیز، منبع اصلی است. درست همان‌طور که پروپیلن به طور سنتی ارزان‌تر از اتیلن است، toluene ارزان‌تر از بنزن است.

عمده‌ترین کاربردهای نونگازولین تولوئن عبارت‌اند از:

هیدرودآلکلیلاسیون به بنزن و عدم تناسب بنزن و زایلن. این عملیات “نوسان” است و هنگامی اتفاق می‌افتد که اختلاف قیمت کافی باشد. برای مثال، در سال 2002 آنها 70٪ از تولوئن جدا شده از اصلاح کاتالیزوری در ایالات متحده را مصرف می‌کردند.

تولید جهانی تولوئن در سال 2009 حدود 32 میلیون تن بود؛ اما فقط یک میلیون تن برای مواد شیمیایی مصرف شد. بخش عمده‌ای از 31 میلیون تن متریک باقی‌مانده در معرض هیدروالکلیلاسیون و عدم تناسب نسبت به افزایش بنزن و زایلن‌ها قرار گرفتند؛ بنابراین حجم Toluene کوچک‌ترین از هفت ماده شیمیایی اساسی است. اروپای غربی و ایالات متحده تفاوت چشمگیری دارند.

کسری بنزین مازاد در اروپای غربی وجود دارد، ازاین‌رو تولوئن به بنزین اضافه نمی‌شود و نفتا برای ترک‌خوردگی در دسترس است. در عوض Toluene از جریان پیگاس استخراج می‌شود و به بنزن تبدیل می‌شود.

مقدار مصرف متیل بنزن در آمریکا و اروپای غربی در شکل زیر استفاده شده است:

بازار جهانی تولوئن

استفاده اصلی تولوئن، جدا از نقش آن در بنزین، به‌عنوان منبع ثانویه بنزن است. دومین کاربرد بزرگ آن به‌عنوان یک حلال عمدتاً برای پوشش‌ها است. این واقعیت که بنزن سرطان‌زا است، مصرف حلال متیل بنزن را به قیمت بنزن افزایش داده است. این ماده یک حلال اصلی برای پوشش‌های بر پایه رزین‌های آلکیدی اسیدهای متوسط و کوتاه است؛ اما یک حلال به‌اصطلاح نهفته برای لاک‌های نیترو سلولوز است که به‌عنوان حلال‌های اولیه به ترکیبات قطبی مانند استرها، کتون‌ها و اترهای گلیکول احتیاج دارند.

بزرگ‌ترین خروجی متیل بنزن که در آن خاصیت شیمیایی به‌تنهایی دارای ارزش است، به‌عنوان ماده اولیه برای مخلوطی از 2،4- و 2،6- تولوئن دی ایزوسیانات (تولیلن دی ایزوسیانات، دی ایزوسیاناتوتولوئن، TDI) است که برای رزین‌های پلی‌اورتان مورداستفاده قرار می‌گیرد. تقاضای جهانی 1.7 میلیون تن است. هشتاد و پنج درصد از TDI به کف‌های انعطاف‌پذیر و 10٪ در پوشش‌ها استفاده می‌شود. TDI تجاری حاوی حدود 80٪ ایزومر 2،4- (ارتو، پارا) و 20٪ ایزومر 2،6- (ارتو، ارتو) است.

Toluene ممکن است به فنل تبدیل شود. همچنین ماده شروع یک مسیر به کاپرولاکتام را فراهم می‌کند. در واکنشی مشابه با تشکیل آلیل کلرید از پروپیلن، می‌توان از گروه متیل تولوئن کلرید ایجاد کرد تا بنزیل کلرید حاصل شود که ممکن است برای کواترن سازی آمین‌های سوم مانند لوریل دی متیل آمین برای ایجاد ترکیبات میکروب‌کش استفاده شود.

کاربرد اصلی آن به‌عنوان ماده اولیه برای پلاستیک‌سازی کوچک PVC، بوتیل بنزیل فتالات است. به نظر می‌رسد حضور حلقه آروماتیک باعث مقاومت در برابر لکه‌های کف‌پوش پلی (وینیل کلرید) می‌شود. دی کلر شدن گروه متیل تولوئن منجر به بنزال کلرید می‌شود که در هیدرولیز بنز آلدئید، ماده تشکیل‌دهنده طعم‌دهنده‌ها و عطرها را فراهم می‌کند. این مهم‌ترین مسیر به بنز آلدئید است که همچنین یک محصول جانبی باارزش از روند متیل بنزن به فنل است.

تبدیل تولوئن

میزان مصرف متیل بنزن

متیل بنزن 1,000,000 – 10,000,000 تن در سال در اتحادیه اروپا تولید می‌شود. در سال 1995، کل میزان Toluene تولید شده در اروپا حدود 2,600,000 تن بود، اما این میزان در سال 2012 به حدود 1,400,000 تن کاهش یافت. میزان مصرف تولوئن در اتحادیه اروپا در اواخر دهه 1990 حدود 2,750,000 تن بود؛ اما در سال 2012 به حدود 1,250,000تن کاهش‌یافته بود.

تولوئن در سطح جهان به‌عنوان ماده اولیه در تولید تعداد زیادی مواد شیمیایی از جمله بنزن، اسید بنزوئیک، نیترو تولوئن‌ها، تولیل دی ایزوسیانات‌ها و همچنین رنگ‌ها، داروها، مواد افزودنی غذایی، پلاستیک و… مورداستفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه، مدت طولانی است که در بسیاری از کاربردها، از جمله پوشش‌ها، چسب‌ها، جوهرها، داروسازی و فراوری شیمیایی، Toluene حلال ارجح است. استفاده از متیل بنزن به‌عنوان یک واسطه شیمیایی 70-80 درصد از مصرف در اتحادیه اروپا را تشکیل می‌دهد، درحالی‌که استفاده به‌عنوان حلال تقریباً 20٪ از کل است.

سیکلوهگزانون یا ریتاردر مایع‌ شیمیایی شفاف، زرد کم رنگ و حتی بی‌رنگ است است که این ماده به‌عنوان یک حلال آلی برای در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این ماده در نفت خام نیز وجود دارد؛ ولیکن به‌صورت مصنوعی هم تولید خواهد شد. نکته مهم این است که به هیچ‌عنوان نباید در معرض ریتاردر قرار بگیرید چراکه برای سلامتی خطر بسیاری دارد که در ادامه مقاله به خطرات و عوارض آن اشاره می‌کنیم.

حلال ریتاردر چیست؟

سیکلوهگزانون (همچنین با نام‌های اکسو سیکلوهگزان، پیملیک کتون، سیکلوهگزیل کتون و CYC نیز شناخته می‌شود) یک مایع روغنی شفاف است که دارای رنگ بی‌رنگ تا زرد روشن و بوی تند است. این یک مولکول حلقوی شش کربنی است که متعلق به کلاس کتون‌های حلقوی (ترکیبات آلی) با فرمول C6H10O است.

سیکلوهگزانون یا ریتاردر کمی در آب حل می‌شود، کاملاً با حلال‌های معمولی قابل اختلاط است و با اکسیدان‌هایی مانند اسید نیتریک واکنش می‌دهد. ریتادر به طور طبیعی در نفت خام وجود دارد و همچنین به‌صورت مصنوعی و در مقادیر زیاد تولید می‌شود، زیرا یک واسطه کلیدی در تولید نایلون است.

خصوصیات فنی سیکلوهگزانون

خواص شیمیایی و فیزیکی ریتاردر

سیکلوهگزانون

سیکلوهگزانون چگونه ساخته می‌ شود؟

روش‌های مختلفی برای تولید سیکلوهگزانون وجود دارد که یکی از آنها هیدروژنه کردن کاتالیزوری فنل است:

C6H5OH + 2 H2 → (CH2)5CO

روش دیگر از طریق اکسیداسیون کاتالیزوری ریتاردر در هوا، به طور معمول در حضور کریستال‌های کبالت است:

C6H12 + O2 → (CH2)5CO + H2O

این واکنش یکی از روش‌های تولید عمده تجاری اولیه است و دیگری هیدروژنه کردن بنزن (در یک سیستم بسته) است.

روش‌های دیگر عبارت‌اند از هیدروژن‌زدایی کاتالیستی سیکلوهگزانول:

C6H11OH → C6H10O + H2

در سراسر جهان، سالانه هزاران تن سیکلوهگزیل کتون تولید می‌شود تقاضا برای آن هنوز درحال‌رشد است، به‌ویژه در چین، و چندین کارخانه تولید جدید در چند سال گذشته به‌منظور کمک به پاسخگویی به این تقاضا، روی خط آمده‌اند.

خواص سیکلوهگزانون

خواص سیکلوهگزانون باعث می‌شود که به عنوان یک چربی‌زدا، یک عامل لکه بر برای از بین بردن لکه‌ها در صنایع خشکشویی و نساجی، حلال در پاک‌کننده‌های رنگ و جوهرهای چاپ و در صنعت پلاستیک مطلوب باشد. به دلیل حلالیت متقابل گسترده، انحلال‌پذیری خوب، فراریت و سمیت کم سیکلوهگزانون، برای حلال‌های سطح بالا، پوشش‌ها و زمینه‌های جوهر چاپ بسیار مناسب است. سیکلوهگزانون با انواع حلال‌های آلی سازگاری دارد.

انتظار می‌رود که اندازه بازار ریتاردر، در نتیجه گسترش دامنه سیکلوهگزانون در کاربردهایی که به پراکسید یا اکسیژن حساس هستند در طی سال‌های 2022-2028 به طور قابل‌توجهی رشد کند. باتوجه‌به استفاده از کاپرولاکتام مشتق شده از سیکلوهگزانون در تولید پارچه‌های نایلونی، افزایش ابتکارات دولت‌ها برای تقویت تولید منسوجات در اقتصادهای درحال‌توسعه، استفاده از ریتاردررا نیز افزایش می‌دهد.

سیکلوهگزانون به حلال‌ های شیمیایی اطلاق می‌شود که به دو شکل طبیعی و مصنوعی در دسترس هستند. این ترکیب در آب نامحلول است؛ اما در حلال‌های آلی معمولی مانند اتانول، اتیل اتر و استون محلول است. می‌توان از سیکلوهگزانون به‌عنوان واسطه‌ای در تولید رنگ و لاک و سایر کاربردها استفاده کرد.

کاربرد سیکلوهگزانون

کاربرد سیکلوهگزانون در صنعت

سیکلوهگزانون کاربردهای صنعتی زیادی دارد، در درجه اول به‌عنوان یک ماده شیمیایی صنعتی و واسطه شیمیایی در تولید مولکول‌های هدف خاص. در واقع، مصرف سیکلوهگزانون تقریباً به طور کامل به صنعت نایلون با مشتقات اکسید شده برای تولید اسید آدیپیک و کاپرولاکتام که پیش‌سازهای نایلون 6 هستند، مرتبط است. 70 درصد از کاپرولاکتام جهان از طریق سیکلوهگزانون تولید می‌شود.

سایر مشتقات سیکلوهگزانون برای سنتز داروها، رنگ‌ها، علف‌کش‌ها، آفت‌کش‌ها، نرم‌کننده‌ها و مواد شیمیایی لاستیکی استفاده می‌شوند. کاربردهای دیگر ریتاردردر صنعت شامل چسب، سوخت، رنگ و پوشش و مواد شیمیایی آزمایشگاهی است.

ریتاردر یک حلال شیمیایی مهم است که در صنایع مختلف به‌ویژه صنعت رنگ و چاپ استفاده می‌شود. سیکلوهگزانون همچنین یک ماده اصلی برای ساخت علف‌کش‌ها، آنتی‌هیستامین‌ها و یک کاتالیزور اصلی برای پلی‌استر و رزین‌های مصنوعی است. سیکلوهگزانون همچنین یک افزودنی اصلی در لاک‌ها و رنگ‌ها برای جلوگیری از سرخ شدن و به‌عنوان حلال جوهرهای چاپ PVC است.

سیکلوهگزانون در محصولات مصرفی مختلف از جمله در چسب‌ها، رنگ‌ها، خودرو، محصولات مراقبتی تمیزکننده و مبلمان، لوازم الکترونیکی و مواد شیمیایی عکس یافت می‌شود. ریتاردرها هم در هیدروکربن‌ها و هم در حلال‌های شیمیایی حلالیت خوبی دارد، به این معنی که به‌خوبی مخلوط می‌شود و در اکثر حلال‌های آلی قابل اختلاط است.

عوارض ریتاردر

سیکلوهگزانون دارای رتبه سلامت NFPA 1 است و “می‌تواند باعث تحریک قابل‌توجهی شود”. در صورت استنشاق، گلو و مجاری تنفسی را تحریک کرده و باعث سردرد و حالت تهوع می‌شود. قرارگرفتن بیش از حد در معرض چشم‌ها، بینی و پوست می‌تواند عوارض مشابهی مانند تحریک، خواب‌آلودگی و بی‌هوشی ایجاد کند.

دارای امتیاز آتش NFPA 3 است و “تقریباً در تمام شرایط دمای محیط قابل احتراق است”. گرما، جرقه یا شعله می‌توانند بخاراتی را ایجاد کنند که سنگین‌تر از هوا هستند و به منبع اشتعال و مناطق اطراف می‌روند. درجه ناپایداری 0 نشان می‌دهد که “به طور معمول پایدار است، حتی در شرایط آتش”.

ایمنی و رویه‌های سیکلوهگزانون

در صورت نشت ریتاردر، نشت باید در حداقل 50 متر ایزوله شود و از عبور از آن خودداری شود. همچنین باید از سرایت نشت سیکلوهگزانون به آبراه‌ها، فاضلاب‌ها و زیرزمین‌ها جلوگیری کنید. نشت را با مواد خشک مانند خاک یا مواد قابل احتراق خیس کنید.

ریتاردر نقطه اشتعال پایینی دارد؛ بنابراین، آتش می‌تواند به‌راحتی شعله‌ور شود. در صورت آتش‌سوزی، تمام منابع اشتعال باید حذف شوند و از فوم مقاوم در برابر الکل، مواد شیمیایی خشک یا CO2 برای مبارزه استفاده شود. هنگام استفاده از سیکلوهگزانون برای محافظت از پوست و چشم باید همیشه از تجهیزات PPE استفاده کرد. لباس‌های آلوده باید فوراً خارج شوند.

تولید ریتاردر

تولید سیکلوهگزانون اکسیم

سیکلوهگزانون اکسیم از واکنش سیکلوهگزانون با یک مشتق هیدروکسیل آمین تولید می‌شود. چندین فرایند تجاری برای این مرحله موجود است، و آنها عمدتاً در ساخت مشتق هیدروکسیل آمین متفاوت هستند.

ریتاردر یک واسطه شیمیایی در تولید اسید آدیپیک است که یکی از کاربردهای مهم آن محسوب می‌شود. سیکلوهگزانون همچنین به عنوان حلال برای استرها و اترهای سلولز، رنگ‌ها، رزین‌ها، لاک‌ها، شلاک، روغن و چربی‌ها استفاده می‌شود.

ذخیره‌سازی و توزیع سیکلوهگزانون

سیکلوهگزانون را می‌توان در بشکه‌ها و یا کامیون‌های تانک حمل کرد. باید در مکانی خنک، خشک و دارای تهویه مناسب نگهداری شود که خطر اشتعال نداشته باشد. برای اهداف حمل‌ونقل، در گروه بسته‌بندی III و کلاس خطر III قرار می‌گیرد و محرک است و بسیار قابل اشتعال است.  سیکلوهگزانون دارای وزن مخصوص 0.945 و نقطه اشتعال 46 درجه سانتیگراد است.

قیمت حلال های شیمیایی