Этиленгликоль как сырье для получения полимеров

Современный мир уже давно привык к тому, что полимеры окружили нас со всех сторон. Человек уже даже не замечает их вокруг себя. Они присутствуют в каждом доме, используются во всех отраслях народного хозяйства и даже в космосе. Неудивительно, что значимость полимеров трудно переоценить, особенно учитывая их разнообразие, которое растет с каждым годом. При этом в их состав могут входить самые различные составляющие элементы (молекулы), которые определяют их физико-химические и технологические свойства, а также возможность использования в той или иной сфере. Один из видов сырья, который используется для производства полимерных материалов, это этиленгликоль, который является производным этилена – простейшего алкена (ненасыщенного углеводорода).

Получение этилена в промышленных целях

Производные этилена являются одними из наиболее популярных видов веществ для синтеза различных органических соединений. И этиленгликоль или же, по-научному, этандиол, является одним из таких продуктов. В промышленности его получают достаточно простым способом, при минимальном использовании вспомогательных средств (катализаторов и прочих компонентов). Происходит его синтез обычно путем процесса гидратации оксида этилена при повышенном давлении (около 10 атм), а также при температуре в диапазоне 190-200 градусов. В таком случае использование вспомогательных веществ не требуется вовсе. В случае давления 1 атм и температуры до 100 градусов используют ортофосфорную или серную кислоту в количестве 0,1-0,5%, при этом выход готового продукта достигает 90%. В качестве примесей возникают некоторые побочные продукты, например триэтиленгликоль, диэтиленгликоль или различные полимергомологи (высшие соединения), которые в целом, не оказывают особого влияния на свойства готового продукта.

Особые свойства этиленгликоля

Этиленгликоль – это вязкая гигроскопическая жидкая субстанция без запаха и цвета, которая кипит при температуре 197,6 °С, а замерзает – при - 12,7 °С. Плотность его равна 1,1132 г/см3. Он, как и практически все низшие гликоли, хорошо растворяется в обычной воде, спирте и спиртовых растворах, а также кетонах. Несколько хуже растворяется в эфире, толуоле и бензоле (органических растворителях), что объясняется особым строением молекулы с полярными связями. Одним из отличий вещества является то, что оно имеет достаточно низкую температуру замерзания, но, даже замерзая, не превращается в монолит, а становится рыхлой массой. Именно это свойство легло в основу использования его в качестве присадки в теплоноситель для труб, чтобы тот не замерзал при перекачке по трубам в холодное время года.

При работе с этиленгликолем нужно соблюдать осторожность, поскольку он является ядовитым веществом. Способен поражать различные органы человека (почки, центральная и периферическая нервная система) уже при концентрации 1,4 г/кг, которую достичь на производстве очень легко. Из-за этого он относится к третьему классу опасности, установив предельно допустимую концентрацию в воздухе 5 мг/куб. метр. Вместе с тем этиленгликоль имеет низкую упругость паров, поэтому отравиться им респираторным способом достаточно сложно.

Самое важное качество, которое уже не зависит от его свойств, – это низкая стоимость. Именно благодаря этому данное сырье получило большую востребованность в промышленности различного направления.

Использование этиленгликоля

Использовать этиленгликоль можно в самых различных целях. И синтез полимеров является основной из них. Прежде всего, это относится к получению таких продуктов как полиуретан и целлофан. Данное направление относится к одним из наиболее востребованных в промышленном использовании этиленгликоля. Из него же создают прочные синтетические волокна, используемые в производстве пленочных материалов и одежды. Помимо прочности данное сырье обладает термостойкостью, эластичностью и устойчивостью к химическим агентам.

Помимо производства полимеров, этиленгликоль используется в самых различных отраслях:

1. Как компонент антифризов автомобилей и систем охлаждения компьютерных устройств, а также различных тормозных жидкостей в комплексе с ингибиторами коррозии. (смесь 4 частей воды и 6 частей этиленгликоля замерзает при температуре −45 градусов).
2. Растворитель различных химических веществ, работающий при высоких температурах.
3. Для синтеза органических соединений. В частности, он используется для получения 1,4-диоксана, а также их производных, конденсаторов всевозможного назначения, синтетических смол и т.д. Его производное – полиэтиленгликоль, используется при производстве аккумуляторов.
4. В составе растворов, находящихся в кондиционерах, радиаторах отопления, чиллерах и прочих устройств климат-контроля, проявляя свойства как хладагента, так и теплоносителя.
5. Как одна из составляющих частей жидкости «И», которая применяется для нейтрализации процесса обводнения топлива авиационных двигателей.
6. Как элемент растворов для смазывания гидравлического оборудования.
7. Для синтеза взрывчатого вещества нитрогликоля.
8. При производстве бытовой химии, такой как крема для обуви, средства для мытья стекол и т.д.
9. Водопоглотительное вещество при добыче газа в открытом море.
10. Производство лекарственных препаратов.
11. Производство пищевых продуктов в качестве добавки Е1521. Чаще всего он входит в состав жевательных резинок и различных напитков.
12. Косметологическая отрасль: получение зубных паст, шампуней, лосьонов, кремов и других товаров.

Этиленгликоль является очень ценным сырьем для различных отраслей промышленности. Его особые свойства позволяют получать производные продукты с высокими технологическими характеристиками, а низкая себестоимость делает его доступным для любого производства.