متیلن کلراید چیست؟ 20 کاربرد شگفت انگیز متیلن کلراید

در این مقاله، از سری مقالات علمی سایت مهرادکو می پردازیم به بررسی متیلن کلراید و 20 کاربرد شگفت انگیز آن در صنعت.

متیلن کلراید چیست؟

• متیلن کلراید یا دی کلرومتان (CH₂Cl₂) مایعی بی رنگ با بوی ملایم و شیرین و شبیه به اتر است که به طور طبیعی در محیط وجود ندارد و به صورت صنعتی تولید می‌شود.
• اغلب با نام تجاری “EMA Plastic Weld” فروخته می شود، معمولاً به عنوان “Di-clo” نامیده می شود.
• دی کلرومتان اولین بار در سال 1840 توسط شیمیدان فرانسوی هنری ویکتور رگنو (Regnault) با کلرزنی متیل کلرید در نور خورشید تهیه شد و در طول جنگ جهانی دوم به یک ماده شیمیایی صنعتی با اهمیت تبدیل شد. رگنو متیلن کلراید را از مخلوطی از کلرومتان و کلر که در معرض نور خورشید قرار گرفته بود جدا کرد. 
• متیلن کلراید از دو اتم هیدروژن، یک اتم کربن و دو اتم کلر تشکیل شده است. عضوی از کلرومتان ها و یک ترکیب آلی فرار و حلال قطبی و غیر قابل اشتعال در دمای اتاق است که هنگام حرارت دادن تا دماهای بالا و تجزیه، بخارهای بسیار سمی فسفُژن و کلرید از خود ساطع می کند.
• این هیدروکربن کلردار که در گذشته به عنوان بی حس کننده استنشاقی برای جراحی استفاده می شد، در غلظت های بالا به عنوان یک ماده مخدر عمل می کند. امروزه به علت خطرات و اثرات جانبی مخرب، استفاده از متیلن کلراید به عنوان بی حس کننده استنشاقی به عنوان یک گزینه کمتر معمول است و جایگزین های بهتری برای این امر مثل گاز اکسیژن و نیتروژن و داروهای دیگر وجود دارد.

روش تولید:

متیلن کلرید به صورت صنعتی با کلرزنی مستقیم متان یا از متانول تولید می شود.(Chlorination of Methane)

• متان: فرآیند تولید متیلن کلراید با کلرزنی مستقیم متان، قدیمی ترین روش است و متکی بر واکنش های کلرزنی از نوع رادیکالی در دماهای بالا (400 درجه سانتیگراد) و تحت فشار حدود 10 تا 12 بار است. در صنعت، دی کلرومتان از واکنش متیل کلرید یا متان با گاز کلر در دمای 400 تا 500 درجه سانتیگراد تولید می شود. در این دماها، متان و متیل کلرید هر دو تحت یک سری واکنش‌ها قرار می‌گیرند که به تدریج محصولات کلردار بیشتری تولید می‌کنند.

  برای تولید متیل کلرید از واکنش کلرید هیدروژن و متانول استفاده می کنند. متیل کلرید اضافی سپس با کلر مخلوط می‌شود و طی واکنش های زیر متیلن کلرید، کلروفرم و تتراکلرید کربن به‌عنوان محصولات مشترک تولید می‌شود. خروجی این فرآیندها مخلوطی از متیل کلرید، دی کلرومتان، کلروفرم و تتراکلرید کربن است. این ترکیبات با تقطیر جدا می شوند. این واکنش معمولاً در فاز گاز به صورت حرارتی انجام می شود اما می تواند به صورت کاتالیزوری یا فتولیتیکی نیز انجام شود.

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂ + HCl
CH₂Cl₂ + Cl₂ → CHCl₃ + HCl
CHCl₃ + Cl₂ → CCl₄ + HCl

• متانول: فرآیند تولید از متانول دارای دو مرحله واکنش جداگانه است.

1. در مرحله اول، متانول با اسید کلریدریک، یا در فاز مایع یا در فاز گاز واکنش می‌دهد. در فاز مایع بین دمای 150 تا 180 درجه سانتیگراد و 3 تا 5 بار، در حضور یک کاتالیزور و اغلب یک حمام (یا محلول) کلرید روی (ZnCl₂) واکنش می دهد. در فاز گازی هم روی یک بستر ثابت از آلومینای فعال، برای تولید متیل کلرید.
2. در مرحله دوم فرآیند، متیل کلرید مایع یا گاز مرحله اول، پس از جداسازی اسید کلریدریک اضافی، با کلر در تماس قرار می گیرد تا متیلن کلرید، کلروفرم و تتراکلرید کربن (کلرومتان های بالاتر) به دست آید. واکنش کلرزنی متیل کلرید از نوع رادیکال است و شروع آن می تواند حرارتی، شیمیایی یا با استفاده از آغازگر یا فتوشیمیایی باشد.

نکات تکمیلی:

• مقدار HCI بازیابی شده به مقدار و نسبت کلرومتان های بالاتر تولید شده بستگی دارد.
• امروزه فرآیندی پیدا شده است که در یک مرحله امکان می‌دهد به طور انتخابی متیلن کلرید و در صورت تمایل متیل کلرید به دست آید.
  این فرآیند شامل واکنش فرمالدئید، به صورت اختیاری در مخلوط با متانول، با اسید هیدروکلریک است. می توان آن را هم در فاز مایع و هم در فاز گاز و به صورت سودمند در حضور کاتالیزور اجرا کرد.
• نسبت مولی متانول/فرمالدئید در مخلوط ممکن است بین 0.01 و 5 باشد. البته ترجیحاً باید بین 0.1 و 2 و به طور مطلوب بین 0.1 و 0.5 باشد.
• هنگامی که فرآیند در فاز مایع انجام می شود، دما ممکن است بین 100 تا 200 درجه سانتیگراد، ترجیحاً بین 150 تا 180 درجه سانتیگراد و فشار ترجیحاً بین 1 تا 6 بار مطلق باشد.
• کاتالیزورهایی که ممکن است برای واکنش مایع مناسب باشند، آنهایی هستند که از محلول آبی متال هالید انتخاب شده از گروه IB (مانند مس)، NB (مانند روی و کادمیوم)، هالیدهای فلزی، VIB (مانند کروم و مولیبدن) جدول تناوبی تشکیل شده‌اند.
• استفاده از حمام کلرید روی (ZnCl₂) بیشتر ترجیح داده می شود.
• کاتالیزورهایی که ممکن است برای فاز گازی مناسب باشند، آنهایی هستند که از موارد زیر تشکیل شده اند:

1. آلومینای فعال و یا سیلیس
2. کربن فعال حاوی اکسید یا هالید یک عنصر انتخاب شده از گروه های IB، NA، NB، VIB، VIIB و VIII

• ترجیحاً از آلومینای فعال آغشته به نمک فلزی استفاده می‌شود.
• هنگام کار در فاز گاز، دما ممکن است بین 150 تا 350 درجه سانتیگراد، ترجیحاً بین 200 تا 300 درجه سانتیگراد و فشار ترجیحاً بین 1 تا 6 بار مطلق باشد.
• مخلوط فرمالین و متانول را می توان از متیلال (دی متوکسی متان) یا پلی اکسی متیلن دی متیل اتر (CH 3 – (OCH 2 ) n – OCH 3) به دست آورد که n یک عدد صحیح بزرگتر یا مساوی 2 است.
  

  

30 کاربرد شگفت انگیز متیلن کلراید

متیلن کلراید در درجه اول حلال صنعتی و به عنوان پاک کننده رنگ و عامل چربی زدایی استفاده می‌شود اما کاربردهای زیادی دارد که در ادامه به بررسی چند مورد آن می‌پردازیم:

1. استخراج مواد آلی:
   متیلن کلراید به عنوان حلال موثر در فرآیند استخراج مواد آلی از گیاهان و سایر منابع طبیعی استفاده می‌شود. این ویژگی موجب می‌شود که مواد مفید از مواد غیرمحلول جدا شده و استخراج بهتر انجام شود. مثلا به عنوان حلال استخراج در تهیه عصاره هاپ و اولئورزین های ادویه و سایر طعم‌دهنده‌ها و همچنین در تهیه قهوه بدون کافئین برای حذف کافئین از قهوه و چای استفاده می‌شود. اما امروزه بیشتر شرکت های صنایع غذایی دیگر از آن استفاده نمی‌کنند.
2. الکترونیک:
   متیلن کلراید به عنوان یک حلال قدرتمند برای تمیزکاری و پاکسازی قطعات الکترونیکی و دستگاه های نیمه هادی، از جمله مدارها و تراشه‌ها، استفاده می‌شود. این ماده قادر به حل کردن و از بین بردن رزین‌ها، چسب‌ها، و آلاینده‌های دیگر است که ممکن است بر روی قطعات الکترونیکی حاصل شود. در تولید اجزای الکترونیکی، متیلن کلراید برای تصفیه و پالایش مواد، به خصوص قبل از اعمال پوشش‌های حفاظتی یا اتصالات، استفاده می‌شود.
   در فرآیند نشر چاپ مدارهای چاپی (PCB)، متیلن کلراید به عنوان یک حلال استفاده می‌شود تا مواد حاوی چاپک‌ها را حل کرده و فرآیند چاپ را تسهیل کند.
3. تولید پلاستیک و رزین:
   

   متیلن کلراید به عنوان حلال در صنعت پلیمرها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب به حل پلیمرها کمک کرده و در تولید مواد پلاستیکی و رزین‌ها موثر است.
   همچنین از آن برای جوشکاری شیمیایی پلاستیک های خاصی (به عنوان مثال، برای آب بندی پوشش کنتورهای الکتریکی) و به طور گسترده در صنعت مدل سازی برای اتصال قطعات پلاستیکی به یکدیگر استفاده می شود.

4. پاکسازی کتابخانه و آثار هنری:
   به دلیل خاصیت بی‌رنگی و بی‌بویی متیلن کلراید، این ترکیب معمولاً به عنوان یک حلال در فرآیند پاکسازی کتابخانه‌ها، نقاشی‌ها و آثار هنری برای نگهداری و حفاظت از آنها استفاده می‌شود.
   این ماده می‌تواند آلودگی‌ها، گرد و غبار و لکه‌های مواد آلی را از سطوح کتب و آثار هنری حذف کند. با استفاده از متیلن کلراید، تمیزی و بازیابی رنگ اصلی آثار هنری حفظ می‌شود. همچنین در کتابخانه‌ها، متیلن کلراید به عنوان یک ماده پالایشی برای حذف لایه‌های چربی و رسوبات از صفحات کتب مورد استفاده قرار می‌گیرد. واضح است که هنگام استفاده از این ماده، اصول ایمنی لازم رعایت شود تا احتمال هرگونه خطر بهداشتی کاهش یابد.
5. حلال در آزمایشگاه‌ها:
   متیلن کلراید به عنوان یک حلال مناسب در آزمایش ها و فرآیندهای شیمیایی درآزمایشگاه به کار می‌رود. این ترکیب برای حل کردن مواد آلی، پالایش و تصفیه مواد، جداسازی فازها مانند استخراج مایع-مایع (liquid-liquid extraction) به کار می‌رود. این فرآیند به جداسازی مواد مختلف از یکدیگر بر اساس حلالیت آنها در فازهای مختلف کمک می‌کند.
   همچنین در استخراج اسانس‌ها و آزمایش‌های مرتبط با پلیمرها مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، به دلیل سمیت، استفاده از آن نیازمند احتیاط و رعایت اصول ایمنی است.
6. رنگ و رزین:
   متیلن کلراید به عنوان یک حلال کارآمد در صنعت رنگ‌سازی و تولید رزین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب می‌تواند مواد مختلف رنگی را حل کند و در فرآیندهای تولید رزین‌ها به کار رود.

   

7. صنایع پتروشیمی:
   برای پاکسازی تجهیزات و شستشوی قطعات در صنایع پتروشیمی، متیلن کلراید به عنوان یک حلال فعال به دلیل خواص حلالیت و تمیزکاری مناسب خود استفاده می‌شود.
8. صنعت لاستیک:
   در فرآیندهای تولید و پردازش لاستیک، متیلن کلراید به عنوان حلال مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب در پاکسازی و شستشو قطعات لاستیک مؤثر است و به حذف آلودگی‌ها و روغن‌ها کمک می‌کند. در فرآیندهای تولید لاستیک، متیلن کلراید در فرآیندهای پلیمری، پردازش لاستیک خام و فرمولاسیون مخلوط‌های لاستیکی به کار می‌رود. استفاده از این ترکیب ممکن است خواص فیزیکی و مکانیکی لاستیک را بهبود بخشد. همچنین، در فرآیند فرمولاسیون لاستیک، متیلن کلراید به تنظیم و پایدارسازی ترکیبات لاستیکی کمک می‌کند.
9. صنعت چرم:
   در تولید چرم و فرآیندهای رنگرزی چرم، متیلن کلراید ممکن است به عنوان یک حلال مفید ایفای نقش کند. این ترکیب به تمیزکاری و حل کردن مناسب مواد رنگی در فرآیند تولید چرم کمک می‌کند.
10. ضدعفونی کردن محصولات کشاورزی:
    متیلن کلراید در برخی از محصولات آئروسل و آفت کش ها یافت می‌شود و به دلیل خواص ضدمیکروبی و ضدعفونی کننده‌اش برای کاهش ریسک انتقال عفونت‌ها و ضد عفونی کردن سطوح محصولات کشاورزی به کار می‌رود. این ماده به خوبی باکتری‌ها، قارچ‌ها و میکروارگانیسم‌های دیگر را نابود کرده و از رشد آنها جلوگیری می‌کند. با این حال، مصرف این ماده نیاز به رعایت دقیق دستورالعمل‌ها و استانداردهای بهداشتی دارد تا ایمنی محصولات تضمین شود.
11. ساخت فیلم عکاسی:
    متیلن کلراید می‌تواند به خوبی مواد حساس به نور را در فیلم فوتوگرافی حل کند. ویژگی حلال بودن متیلن کلراید در فرآیند حل کردن مواد شیمیایی حساس به نور، امکان ایجاد تصاویر با کیفیت و رزولوشن بالا را فراهم می‌کند. خاصیت بی‌رنگ و بی‌بویی متیلن کلراید، باعث می‌شود تا فیلم نهایی خالی از آلودگی‌ها و ناخالصی‌های ظاهری باشد.
    این ماده به عنوان یک حلال نگهدارنده نیز عمل کرده و از خطر اکسیداسیون و تغییرات شیمیایی در فرآیند تولید فیلم جلوگیری می‌کند. استفاده از متیلن کلراید در این صنعت به دلیل پایداری شیمیایی و قابلیت حلالیت مناسب آن موثر است. با اینکه باید با احتیاط از این ماده استفاده شود، اما ویژگی‌های ذکر شده آن را به یک انتخاب مناسب در تولید فیلم‌های عکاسی تبدیل کرده است.
12. در تهیه عطرها و اسپری‌ها:
    معمولاً به عنوان یک حلال به کار می‌رود. این ماده به خوبی مواد عطری را حل کرده و به عنوان حلالی کارآمد برای اسپری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. با تبخیر سریع و ایجاد بوی خنک، به تولید اسپری‌ها و عطرهایی با خصوصیات مطلوب کمک می‌کند. با این حال، به دلیل خطرات مرتبط با این ترکیب، استفاده مسئولانه و با رعایت ایمنی در صنایع عطرسازی اهمیت دارد.
13. استفاده در تهیه فوم‌های پلی اورتان:
    متیلن کلراید به عنوان یک حلال در تولید فوم‌های پلی اورتان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
    همچنین به عنوان یک عامل دمنده فوم اتان در صنعت پلی اورتان و فوم‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده به خوبی با گاز اتان واکنش می‌دهد و فوم پلی اورتانی با کیفیت به دست می‌آید. به عنوان یکی از مواد دمنده استنشاقی کاربرد دارد که در فرآیند تولید فوم‌ها به تنظیم گازها و فشارها کمک می‌کند. با اینکه از نظر ایمنی باید با دقت به کار گرفته شود، این ویژگی‌ها متیلن کلراید را به یک انتخاب مناسب در فرآیند فوم‌سازی تبدیل کرده است.

    

14. داروسازی:
    متیلن کلراید در صنایع داروسازی به عنوان یک حلال مورد استفاده قرار می‌گیرد، به ویژه در فرآیندهای استخراج و پالایش مواد مختلف از گیاهان دارویی.
    این ترکیب به دلیل خواص حلالیت بالا و قابلیت حل کردن گیاهان دارویی و ترکیبات دارویی، در فازهای مختلف تولید داروها به کار می‌رود.
    به عنوان یک حمل‌کننده و ماده حل‌کننده مؤثر، متیلن کلراید به بهبود کیفیت و کارایی فرآیندهای تولید داروها کمک می‌کند. اینکه آیا متیلن کلراید در یک فرمول دارویی خاص استفاده می‌شود یا خیر، بستگی به نوع دارو و فرآیند تولید آن دارد که باید با دقت تعیین شود.
15. حلال در تصفیه گرانول‌های پلی‌مری:
    در صنعت تصفیه گرانول‌های پلی‌مری، متیلن کلراید به عنوان یک حلال مؤثر به کار می‌رود. این ترکیب برای پاکسازی و شستشوی گرانول‌های پلی‌مری از آلودگی‌ها و ناخالصی‌های سطحی مؤثر است. استفاده از متیلن کلراید می‌تواند به تمیزکاری و بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی گرانول‌ها کمک کند. همچنین، در فرآیند تصفیه، این ترکیب به تنظیم فرآیندهای شیمیایی و مکانیکی کمک می‌کند تا گرانول‌های پلی‌مری با کیفیت بهتر و با عملکرد بهینه تولید شوند.
16. صنعت چاپ:
    به عنوان حلال در انواع جوهرها و مواد چاپ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
17. تولید چسب‌ها:
    در برخی از فرآیندهای تولید چسب، متیلن کلراید به عنوان یک حلال مؤثر در ایجاد امولسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد. امولسیون یک فرآیند است که در آن دو مایع با ویژگی‌های مختلف توسط یک عامل امولسیفایر ترکیب می‌شوند. این فرآیند به توزیع یکنواخت مواد در چسب کمک می‌کند. همچنین متیلن کلراید می‌تواند در تنظیم ویژگی‌های چسب از جمله تنظیم ویسکوزیته، زمان خشک شدن، قابلیت چسبندگی و دیگر ویژگی‌ها نقش داشته باشد.
18. فلزات:
    در پاکسازی و پردازش و پالایش فلزات از مواد معدنی، متیلن کلراید به عنوان یک حلال مؤثر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ترکیب قابلیت حل کردن فلزاتی مانند طلا، پلاتین، رودیم و غیره را داراست.
    در برخی فرآیندهای شیمیایی، متیلن کلراید به عنوان یک عامل ساختاردهی در تولید فلزات و ترکیبات فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
    در برخی فرآیندهای آلیاژسازی، متیلن کلراید به عنوان یک حلال جهت تشکیل آلیاژهای خاص از فلزات به کار می‌رود.
19. صنعت شیشه‌سازی:
    متیلن کلراید به عنوان یک حلال فعال مورد استفاده قرار می‌گیرد تا مواد اولیه مانند سیلیکات سدیم و کربنات سدیم را حل کند و فرآیند تولید شیشه را تسریع دهد. برای حذف رطوبت از سطح شیشه و جلوگیری از تشکیل گل‌ها و پف‌ها در فرآیند تولید شیشه مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین می‌تواند در تهیه برخی شیشه‌های ویژه با ویژگی خاص مانند شیشه‌های عایق حرارتی یا شیشه‌های ضد اشعه ماوراء بنفش مورد استفاده قرار گیرد.
20. تولید محصولات بهداشتی:
    در تولید برخی از محصولات بهداشتی مانند محصولات مراقبت از پوست، متیلن کلراید به عنوان یک ماده حلال استفاده می‌شود.

    

خطرات متیلن کلراید

استفاده از متیلن کلراید همراه با برخی خطرات مرتبط است که ممکن است برای سلامتی انسان‌ها مخاطره‌آمیز باشد.استفاده از این ماده در محیط‌های صنعتی یا آزمایشگاهی نیازمند رعایت دقیق اصول ایمنی و استفاده از وسایل حفاظتی مناسب می‌باشد. همچنین، به کارگیری این ماده در محیط‌های بسته و با تهویه مناسب از اهمیت زیادی برخوردار است. برخی از خطرات احتمالی عبارتند از:

1. تاثیر بر سلامت تنفسی: تنفس بخارهای متیلن کلراید می‌تواند منجر به تحریک مسیرهای تنفسی، سرفه، خلط و در موارد شدیدتر، تنگی نفس شود.
2. اثرات بر سیستم عصبی: متیلن کلراید ممکن است بر روی سیستم عصبی مرکزی تاثیر بگذارد و در موارد حاد، باعث ایجاد علائمی مانند سردرد، سرگیجه و حتی افت کیفیت کارکرد عصبی شود.
3. تاثیرات بر پوست و چشم: تماس مستقیم با پوست می‌تواند باعث تحریک و خشکی پوست شود. همچنین، تماس با چشم می‌تواند باعث تحریک، چسبندگی و درد چشم شود.
4. تاثیر بر کبد: مصرف بیش از حد متیلن کلراید ممکن است تاثیرات منفی بر کبد داشته باشد.
5. خطر انفجار: متیلن کلراید به عنوان یک مایع با نقطه جوش پایین، در موارد خاصی که به اندازه کافی پراکنده نباشد، خطر انفجار را ایجاد می‌کند.

سوالات متداول در مورد فنول

1. جایگزین متیلن کلرید چیست؟
   پاسخ: برای جایگزینی متیلن کلراید، می‌توان از حلال‌هایی مانند اتانول یا ایزوپروپانول که کم خطرتر و بهداشتی‌تر هستند، استفاده کرد. همچنین، استات اتیل یا استات بوتیل نیز جایگزین مناسبی است. این جایگزین‌ها باعث حفظ ایمنی و کاهش تأثیرات محیطی زیان‌آور می‌شوند. هر جایگزین باید با شرایط و نیازهای خاص هر فرآیند مطابقت داشته باشد.
2. آیا نام دیگر متیلن کلراید همان متیل کلرید است؟
   پاسخ: خیر. “متیل کلرید” نام دیگری برای متیلن کلراید نیست. نام رسمی و شناخته شده برای این ترکیب “متیلن کلراید” (Methylene Chloride) است.
   لطفاً توجه داشته باشید که در برخی اوقات، در محیط‌های مختلف یا در مکالمات عامیانه، افراد ممکن است از نام‌های مختلف برای اشاره به مواد شیمیایی استفاده کنند. مثلا در این مورد هر دو نام به اشتباه برای اشاره به همان ترکیب استفاده می‌شوند. بنابراین، اگر فردی به اشتباه از متیل کلرید استفاده کند، معمولاً به همان متیلن کلراید اشاره دارد. توصیه می‌شود که در متن‌های رسمی و علمی از نام “متیلن کلراید” استفاده شود، زیرا این نام به طور رسمی تر و شناخته شده‌تر است.
3. متیلن کلراید را از کجا تهیه کنیم؟ قیمت متیلن کلراید چقدر است؟
   پاسخ: برای خرید متیلن کلراید صنعتی در کیفیتی مطابق با استانداردهای بین المللی و قیمت رقابتی با شرکت مهراد تجارت میلان تماس بگیرید.
   شرکت مَهرادکو از سال ۱۳۹۳ تا کنون به عنوان تامین کننده ی متیلن کلراید با کارخانجات و صنایع مختلف همکاری داشته است. 
   متیلن کلراید لوکسی چین از جمله مارک های متیلن کلراید است که در بشکه های 270 کیلوگرمی تحویل انبار شورآباد تهران توسط شرکت مهرادکو ارائه می‌شود.
   

منابع