1- مقدمه و تاریخچه متیلن کلراید
متیلن کلراید یا دی کلرو متان، یک حلال آلی متشکل از مولکولی با یک اتم کربن که به دو اتم هیدروژن و دو اتم کلر متصل است و به صورت مایع بی‌رنگ، فرار، و غیرقابل اشتعال با بوی ملایم میباشد. حلالیت متیلن کلراید در آب محدود و در حدود 20 گرم در لیتر در دمای 20 درجه سانتی‌گراد است اما به خوبی در بسیاری از مواد آلی مانند اتانول، اتر، و بنزن حل میشود. دارای نقطه جوش پایین 39.6 درجه سانتی‌گرادبوده و دانسیته آن بالاتر از آب ،1.33 گرم بر سانتی‌متر مکعب میباشد.
متیلن کلراید اولین بار در سال 1839 توسط شیمی‌دان فرانسوی هنری ویکتور رگنالت (Henri Victor Regnault) شناسایی شد. او این ماده را از کلرینه کردن متان یا کلروفرم به دست آورد. تولید صنعتی این ماده در اواسط قرن 20 میلادی با رشد استفاده از حلال‌های شیمیایی در صنایع مختلف آغاز شد.
قبل از بررسی کاربردها، لازم است به برخی از ویژگی‌های کلیدی متیلن کلراید اشاره شود که باعث گسترش استفاده از آن به‌عنوان حلال شده است:
1. فراریت بالا: این ماده به‌سرعت تبخیر میشود و به همین دلیل در فرآیندهایی که نیاز به بازیافت سریع حلال دارند، استفاده میشود.
2. قدرت حلالیت: توانایی حل کردن طیف گسترده‌ای از ترکیبات آلی، از جمله رزین‌ها، چربی‌ها، و پلیمرها.
3. غیرقابل اشتعال بودن: برخلاف بسیاری از حلال‌های آلی دیگر، خطر آتش‌سوزی آن پایین است.
4. سازگاری شیمیایی: در واکنش‌های شیمیایی فعال نیست و به‌عنوان یک واسطه خنثی عمل میکند.
2- کاربرد متیلن کلراید به عنوان حلال
2-1- متیلن کلراید در فرمولاسیون رنگ‌ها، لاک‌ها، و پوشش‌های صنعتی به‌عنوان حلال اصلی استفاده میشود. این ماده می‌تواند رزین‌ها، وکس‌ها، و پلیمرهای موجود در رنگ‌ها را به‌طور یکنواخت حل کند و ضمن کمک به پراکندگی بهتر رنگ‌دانه‌ها و مواد افزودنی در رزین پوشش‌های صاف و یکنواخت ایجاد کند. همچنین با کاهش غلظت رزین ها و تسهیل فرایند پوشش دهی به کنترل ویسکوزیته نیز کمک میکند. همچنین به دلیل فراریت بالا و قابلیت حل‌کنندگی، در تولید رنگ‌های اسپری به کار می‌رود. این ترکیب به ایجاد تعادل در سرعت خشک شدن رنگ کمک میکند.
یکی دیگر از مهم‌ترین کاربردهای متیلن کلراید در صنعت رنگ، استفاده به عنوان پاک‌کننده قوی رنگ است که بدون آسیب رساندن به سطح اصلی انجام میشود. سرعت تبخیر مناسب و قدرت حل‌کنندگی بالا، آن را برای پاک کردن رنگ‌های سخت و خشک شده ایده‌آل میسازد.
در فرآیندهای تولید رزین‌های خاص (مانند رزین‌های اپوکسی یا پلی‌استر)، متیلن کلراید به‌عنوان حلال در مرحله اختلاط یا واکنش شیمیایی استفاده میشود. این ماده به حل کردن یا رقیق کردن رزین‌ها کمک کرده و فرآیند پخت و سخت شدن رزین را تسهیل میکند.
در کارگاه‌ها و کارخانه‌هایی که با رنگ‌ها و رزین‌ها کار می‌کنند، متیلن کلراید به عنوان ماده‌ای برای تمیز کردن ابزارها و تجهیزات آلوده به رزین یا رنگ خشک شده استفاده میشود. این ماده به راحتی مواد چسبنده را حل کرده و آن‌ها را پاک میکند.
2-2- ساخت فوم‌های پلی‌یورتان در فرآیند تولید فوم‌های پلی‌یورتان که در صنایع ساختمانی، خودروسازی، و مبلمان استفاده می‌شوند، متیلن کلراید به‌عنوان عامل حلال و گاززای (Blowing Agent) عمل میکند.
در طی واکنش شیمیایی، متیلن کلراید فراریت بالای خود را نشان می‌دهد و باعث ایجاد گاز درون مخلوط پلی‌یورتان میشود. این گازها حباب‌هایی را تشکیل می‌دهند که پس از جامد شدن، ساختار سلولی فوم را شکل می‌دهند. نتیجه نهایی، تولید فومی با چگالی کم و خواص مکانیکی مطلوب است. با تنظیم مقدار متیلن کلراید در فرمولاسیون، می‌توان به ساخت فوم‌هایی با چگالی‌های مختلف (از فوم‌های بسیار سبک تا فوم‌های متراکم‌تر) دست یافت که این ویژگی برای تولید فوم‌هایی که در کاربردهای مختلف مانند عایق‌های حرارتی، فوم‌های بسته‌بندی، و فوم‌های مبلمان استفاده می‌شوند، بسیار حیاتی است. در واکنش تولید فوم‌های پلی‌یورتان، گرمای زیادی تولید میشود که می‌تواند کیفیت فوم را تحت تأثیر قرار دهد. متیلن کلراید به عنوان یک ماده فرار با تبخیر سریع ،گرمای اضافی را جذب و دفع میکند و به کاهش دمای واکنش کمک میکند همچنین از مشکلاتی مانند سوختگی فوم و تشکیل سلول‌های نامطلوب جلوگیری میکند.
متیلن کلراید در تولید هر دو نوع فوم سخت (Rigid Foam) و انعطاف‌پذیر (Flexible Foam)مورد استفاده قرار می‌گیرد. فوم‌های سخت: معمولاً برای عایق‌بندی در صنایع ساختمانی و یخچال‌ها و فوم‌های انعطاف‌پذیر در صنایع مبلمان، تشک‌ها، و بسته‌بندی به کار می‌روند.
یکی از کاربردهای منحصر به‌فرد متیلن کلراید در صنایع غذایی میباشد. به دلیل توانایی حل کردن مواد خاص به صورت انتخابی کیفیت مواد غذایی حفظ میشود و بدلیل سرعت بالای تبخیرمتیلن کلراید، زمان فرآیند کوتاه میشود صنایع غذایی ، استفاده از آن برای کافئین‌زدایی قهوه و چای است. این ماده به‌عنوان حلال برای جداسازی کافئین از دانه‌های قهوه و برگ‌های چای استفاده میشود، در حالی که طعم و کیفیت مواد حفظ میشود. ویژگی مهم استفاده از متیلن کلراید در این فرایند این است که این ماده به دلیل توانایی بالای خود در جداسازی انتخابی کافئین، تأثیر قابل توجهی بر عطر و طعم قهوه یا چای ندارد.همچنین متیلن کلراید در تولید برخی مواد غذایی، به عنوان حلال استخراج برای جداسازی ترکیبات معطر یا طعم‌دهنده از مواد اولیه به کار می‌رود مانند طعم‌دهنده‌های طبیعی، طعم‌دهنده‌های طبیعی، برخی افزودنی ها و ویتامین‌ها (مثلاً ویتامین A و E) و رنگ‌های غذایی مصنوعی.
استفاده از متیلن کلراید در صنایع غذایی با محدودیت‌های شدید همراه است مطابق استانداردهای ایمنی باقی‌مانده حلال، میزان باقی‌مانده متیلن کلراید در محصول نهایی باید بسیار پایین و در حد مجاز (معمولاً کمتر از 10 قسمت در میلیون - ppm) باشد. استفاده از متیلن کلراید در صنایع غذایی در برخی کشورها (مانند اتحادیه اروپا) به دلیل نگرانی‌های بهداشتی ممنوع شده است و از جایگزینن هایی مانند دی‌اکسید کربن فوق بحرانی (Supercritical CO₂)، به ویژه در فرآیند کافئین‌زدایی، استفاده میشود.
2-3- تولید فیلم‌های پلاستیکی و فیبرها متیلن کلراید در تولید پلاستیک‌ها و فیلم‌های نازک پلی‌کربنات به‌عنوان حلال استفاده میشود. این ماده به دلیل توانایی حل کردن رزین‌های خاص، در این فرآیندها کاربرد دارد.
2-4- صنایع داروسازی متیلن کلراید به‌طور گسترده در تولید داروها استفاده میشود. این ماده در استخراج ترکیبات فعال از مواد خام و در فرآیندهای سنتز دارویی به‌عنوان حلال واکنش مورد استفاده قرار می‌گیرد. مزیت اصلی آن در این صنعت، خلوص بالای محصولات و قابلیت تبخیر سریع است که باقی ماندن اثرات حلال را به حداقل می‌رساند
3- مزایای استفاده از متیلن کلراید به‌عنوان حلال
بهره‌وری بالا در حل کردن مواد آلی متیلن کلراید به دلیل ساختار شیمیایی خود توانایی حل کردن طیف وسیعی از ترکیبات آلی را دارد که آن را به یک حلال همه‌کاره تبدیل کرده است. تبخیر سریع و بازیافت آسان فراریت بالا این امکان را می‌دهد که متیلن کلراید پس از استفاده به‌راحتی تبخیر شود یا از طریق تقطیر بازیافت شود، که باعث کاهش هدررفت و صرفه‌جویی در هزینه میشود.
غیرقابل اشتعال بودن برخلاف بسیاری از حلال‌های آلی دیگر که خطر آتش‌سوزی دارند، متیلن کلراید در دسته مواد غیرقابل اشتعال قرار می‌گیرد و از این نظر ایمن‌تر است.
سازگاری با محیط‌های شیمیایی مختلف این ماده می‌تواند در محیط‌های اسیدی یا بازی استفاده شود، بدون اینکه با محیط واکنش دهد یا خواص خود را از دست بدهد. اثرگذاری کم روی محصول نهایی یکی از مزایای بزرگ متیلن کلراید این است که پس از تبخیر، اثری از خود روی محصول باقی نمی‌گذارد، که این ویژگی در صنایع داروسازی و غذایی بسیار اهمیت دارد.
4- تولیدکنندگان بزرگ متیلن کلراید
متیلن کلراید یک حلال شیمیایی پرکاربرد است که توسط شرکت‌های متعددی در سراسر جهان تولید میشود. در میان این تولیدکنندگان، شرکت‌های چینی نقش برجسته‌ای دارند. برخی از برندهای معروف چینی در تولید متیلن کلراید عبارت‌اند از:
لوکسی (Luxi)
ماکسی (Maksi)
شاندونگ (Shandong)
این برندها به دلیل کیفیت و حجم بالای تولید، در بازار جهانی شناخته شده‌اند. علاوه بر چین، کشورهای دیگری نیز در تولید متیلن کلراید فعال هستند. به عنوان مثال، در آمریکای شمالی، شرکت‌هایی مانند Dumond Chemicals در تولید و عرضه این ماده نقش دارند. به طور کلی چین به عنوان یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان متیلن کلراید در جهان شناخته میشود.
5- مصرف جهانی متیلن کلراید
بر اساس اطلاعات موجود، ارزش بازار جهانی این ماده در سال ۲۰۲۳ حدود ۲۴.۴ میلیارد دلار بوده است و پیش‌بینی میشود با نرخ رشد سالانه ۵.۰۸٪ تا سال ۲۰۳۲ به ۳۹.۹ میلیارد دلار برسد.
این رشد به عواملی مانند افزایش تقاضا در صنایع ساخت‌وساز، تولید دارو و پاک‌کننده‌های رنگ نسبت داده میشود. همچنین، انتظار می‌رود که صنایع دارویی و غذایی نقش مهمی در سودآوری این ماده داشته باشند. از نظر جغرافیایی، منطقه آسیا و اقیانوسیه در سال ۲۰۲۲ بیشترین سهم بازار را به خود اختصاص داده است که این امر به توسعه سریع بخش ساخت‌وساز و افزایش تقاضا در کشورهایی مانند چین، هند، ژاپن و کره جنوبی مرتبط است. با توجه به این اطلاعات، می‌توان نتیجه گرفت که مصرف جهانی متیلن کلراید در حال افزایش است و پیش‌بینی میشود این روند در سال‌های آینده ادامه یابد.
6- ملاحظات ایمنی و زیست محیطی مصرف
متیلن کلراید یک ماده شیمیایی پرکاربرد است که به دلیل خواص سمی و اثرات زیست‌محیطی بالقوه، نیازمند مدیریت ایمنی و نظارت دقیق است. در ادامه، ملاحظات ایمنی و زیست‌محیطی مرتبط با این ماده توضیح داده شده است.
خطرات ایمنی برای انسان
متیلن کلراید می‌تواند از طریق تنفس، پوست، یا بلع وارد بدن شود. تماس مستقیم با پوست می‌تواند باعث تحریک، سوزش، یا خشکی پوست شود. ورود بخارات یا مایعات به چشم ممکن است باعث التهاب و قرمزی شود. ورود این ماده به بدن از طریق بینی باعث تحریک دستگاه تنفسی یا حتی در طولانی مدت ممکن است منجر به مشکلات جدی‌تر مانند آسیب به ریه‌ها شود سپس به سرعت از طریق ریه‌ها وارد جریان خون شده و سبب سردرد، سرگیجه، حالت تهوع و در موارد شدید، از دست دادن هوشیاری شود. در دوزهای بالاتر، اثرات خواب‌آور و حتی مرگ را به همراه دارد.
خطرات زیست‌محیطی
متیلن کلراید یک ماده فرار است و می‌تواند به راحتی وارد جو شده و سبب آلودگی هوا شود. این ماده به تخریب لایه ازن کمک نمی‌کند، اما به دلیل تشکیل گازهای گلخانه‌ای بالقوه، نگرانی‌هایی برای تغییرات اقلیمی ایجاد میکند. نشت متیلن کلراید به محیط زیست ممکن است باعث آلودگی منابع آبی و خاک شود. اگر چه این ماده به دلیل سرعت تبخیر بالا معمولاً در خاک باقی نمی‌ماند، اما می‌تواند آب‌های زیرزمینی را آلوده کند و اثرات سمی روی آبزیان داشته باشد.
ملاحظات قانونی و محدودیت‌ها
آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) و سازمان ایمنی و سلامت شغلی (OSHA) حد مجاز مواجهه با متیلن کلراید را تعیین کرده‌اند. حد مجاز شغلی (PEL): 25 ppm (قسمت در میلیون) برای 8 ساعت کاری و حد کوتاه‌مدت (STEL): 125 ppm برای مواجهه 15 دقیقه‌ای میباشد. در اتحادیه اروپا، استفاده از متیلن کلراید در برخی محصولات خانگی و صنعتی ممنوع شده است.
7- تأمین متیلن کلراید در ایران
شرکت های بازرگانی گوناگونی در ایران برای تأمین این ماده به صورت ریالی و ارزی وجود دارد. شرکت پترو تجارت ایرسا آماده ارائه خدمات ارزی و ریالی به منظور تأمین این ماده پرکاربرد می باشد. برای دریافت آنالیز و اطلاعات تکمیلی این محصول میتوانید به بخش محصولات سایت پترو تجارت ایرسا مراجعه نموده در قسمت جستجوی الفبایی اطلاعات تکمیلی را دریافت نمایید.
