에틸렌 글리콜의 특성 및 용도

에틸렌글리콜의 물리화학적 성질

1,2-에탄디올로도 알려진 화학식 CH ₂ OH ₂ 의 에틸렌 글리콜 은 널리 사용되는 유기 화합물입니다. 에틸렌 글리콜 및 기타 물질에 대한 물질 안전보건자료 는 물리적 및 화학적 특성에 대한 주요 정보 출처입니다. 에틸렌 글리콜은 HVAC 및 자동차 시스템 부동액의 주요 구성 요소입니다. 글리콜의 공식은 디올 이라고도 하는 디히드록시 알코올의 화학 그룹에 속한다는 것을 분명히 나타냅니다. 따라서 알코올로서의 글리콜은 점도가 높고 단맛이 나는 무색 액체입니다. 물과의 혼화성이 우수할 뿐만 아니라 알데히드, 케톤 및 아세트산 에도 잘 녹지만 사염화탄소에는 전혀 녹지 않습니다. 비교적 저렴하게 생산할 수 있습니다. 그것의 단점은 낮은 온도에서 결정화되고 열을 흡수하는 능력이 낮습니다(프로필렌 글리콜과 비교하여)(즉, 물의 열용량의 약 50%). 에틸렌글리콜은 끓는점(197ᵒC)이 높으나 분자량은 낮습니다. 이것은 수소 결합의 형성으로 인한 액상 분자의 강한 결합 때문입니다. 순수한 형태의 에틸렌 글리콜은 약 -13°C에서 얼지만 에틸렌 글리콜:물 혼합물은 훨씬 더 낮은 온도에서 액체 상태를 유지할 수 있습니다. 예를 들어, 40%물과 60%글리콜의 혼합물은 약 -37°C까지의 온도를 견딜 수 있습니다. 에틸렌 글리콜은 모든 비율로 물과 섞일 수 있습니다. 이것은 구조에 2개의 하이드록실 그룹이 존재하기 때문입니다. 문헌이나 제조업체의 제안을 검색할 때 모노에틸렌 글리콜(MEG)이라는 용어를 접할 수 있습니다. 그러나 모노에틸렌 글리콜과 에틸렌 글리콜은 사실 같은 물질임을 명심하십시오.

에틸렌 글리콜 – 생산

산업적 규모로 제조되는 에틸렌 글리콜은 에틸렌의 산화에서 얻은 에틸렌 옥사이드의 가수분해에 의해 생성된다. 에틸렌 옥사이드 생산 에틸렌 글리콜 생산의 첫 번째 단계에서 에틸렌과 산소가 다채널 반응기에 도입됩니다. 반응은 산화알루미늄을 기반으로 하는 촉매로서 은의 존재 하에 기상에서 일어난다. 반응은 발열성이 높고 많은 양의 열을 방출합니다. 에틸렌 글리콜 의 생산 및 정제 산화에틸렌은 CO ₂ 와 반응하여 에틸렌 카보네이트를 형성한 다음 에틸렌 글리콜로 가수분해됩니다. 두 반응 모두 균질한 산 촉매를 사용하여 액상에서 수행됩니다. 초기 반응 단계로부터의 CO ₂ 스트림은 에틸렌 카보네이트 반응기로 재순환된다. 그런 다음 에틸렌 글리콜은 제품에서 물이 제거되는 2개의 증류 컬럼에서 정제됩니다. 촉매는 분리되어 폐쇄 루프 반응기로 되돌아갑니다.

에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜 – 기본적인 차이점

에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜의 주요 차이점 중 하나는 독성 수준입니다. 에틸렌 글리콜은 독성이 있고 프로필렌 글리콜 은 독성이 없습니다. 독성이 중요하지 않은 응용 분야에서 에틸렌 글리콜은 종종 열 전달 유체에 가장 적합한 선택입니다. 에틸렌 글리콜은 섭취할 가능성이 있거나 우발적으로 음식이나 식수와 접촉할 수 있는 경우 사용해서는 안 됩니다. 또한 식품 가공 공장이나 소비용 제품이 제조되는 기타 시설과 같은 건물의 난방 또는 냉방 시스템에 사용해서는 안 됩니다. 낮은 독성이 필요한 경우 경구 투여 시 급성 독성이 낮기 때문에 프로필렌 글리콜이 일반적으로 사용됩니다. 두 유형의 글리콜은 물리적 특성이 다릅니다. 그들의 화학적 성질도 다릅니다. 에틸렌 글리콜은 성능이 중요한 곳에 널리 사용되며 사람이나 동물과의 직접적인 접촉이 없습니다. 에틸렌 글리콜은 열 전달 및 서리 방지 기능이 뛰어납니다. 글리콜의 낮은 점도는 우수한 열전달 효율에 기여하고 낮은 온도에서 프로필렌 글리콜을 능가하는 수송 특성. 그러나 프로필렌 글리콜은 비열이 더 높기 때문에 프로필렌 글리콜과 동일한 양의 에너지를 전달하기 위해서는 더 많은 에틸렌 글리콜을 순환시켜야 합니다. 프로필렌 글리콜 용액은 동일한 조건에서 에틸렌 글리콜보다 점도와 유동점이 높습니다. 우선, 낮은 온도에서 프로필렌 글리콜은 에틸렌 글리콜보다 열적으로 덜 효율적입니다.

에틸렌 글리콜 – 응용

자동차 산업에서 널리 사용되기 때문에 에틸렌 글리콜이 무엇이며 그 용도와 특성은 무엇인지 자문해 볼 가치가 있습니다. 에틸렌 글리콜은 많은 산업 및 상업 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 이 제품은 또한 세제 , 화장품 , 페인트 및 플라스틱 용제와 같은 여러 인기 있는 가정 용품에 사용됩니다. 글리콜의 다른 용도는 다음과 같습니다.

• 물 스쿠터, 욕조 및 볼링 공과 같은 제품을 위한 유리 섬유 생산.
• 펜 및 기타 유형의 잉크용 잉크 생산. 에틸렌 글리콜은 잉크의 점도를 높이고 증발 가능성을 줄입니다.
• 가스 압축기, 난방, 환기 및 공조 시스템 및 아이스 링크용 산업용 냉각제와 같은 액체 열 운반체. 에틸렌 글리콜은 냉각 시스템을 통해 흐르고 극한의 온도를 견디는 데 도움이 되는 산업용 냉각수 특성을 제공합니다.

냉각수의 에틸렌 글리콜

그 특성으로 인해 에틸렌 글리콜 (프로필렌 글리콜과 별도로)은 내연 기관용 냉각수의 인기 있는 성분입니다. 냉각수의 주요 임무는 엔진에서 열 에너지를 효과적으로 수집하여 라디에이터를 통해 환경으로 방출하는 것입니다. 따라서 냉각수는 겨울에 엔진이 얼지 않도록 함과 동시에 여름에 고온에서 냉각수 역할을 합니다. 엔진에서 열을 제거하는 것 외에도 냉각수는 다음과 같은 덜 중요한 기능을 수행해야 합니다.

• 동결 방지 – 부동액의 구성 요소인 에틸렌 글리콜은 낮은 동적 점도 및 높은 열전도율을 포함하여 향상된 열 전달 특성에 영향을 미칩니다.
• 캐비테이션 방지 – 냉각제는 결빙, 끓음 및 캐비테이션에 대한 효과적인 보호 층을 생성하여 캐비테이션 피트의 형성을 방지합니다.
• 엔진 및 전체 냉각 시스템의 다양한 요소에 대한 부식 방지 – 이는 이러한 유형의 시스템에서 일반적으로 사용되는 금속을 보호하는 상승적 부식 억제제 의 함량 덕분에 달성할 수 있습니다. 이는 긴 서비스 수명과 높은 열 효율을 보장하는 데 도움이 됩니다.
• 시스템의 불순물 형성 및 침착 방지

부동액의 구성 요소인 에틸렌 글리콜은 동점도가 낮고 열전도율이 높아 열전달 특성이 향상되었습니다. 에틸렌 글리콜 기반 유체는 구리, 황동, 강철, 주철 또는 알루미늄 과 같은 금속 및 합금으로 만들어진 설비에 성공적으로 사용할 수 있습니다. 이러한 냉각 시스템에서는 모든 일반 씰을 문제 없이 사용할 수 있습니다. 냉각수의 미래 고성능 차량에 대한 수요 증가 및 고품질 첨단 첨가제 사용 증가와 같은 요인은 글로벌 자동차 부동액 시장의 발전을 보완합니다. 그러나 원자재(원유) 가격의 변동과 배터리로 구동되는 전기 자동차에 대한 수요 증가는 이 부문의 발전을 다소 억제합니다. 새로운 환경 친화적인 생명공학 냉매 및 부동액의 가용성은 가까운 장래에 자동차 부동액 시장의 발전을 확실히 보완하고 현재 사용되는 냉매의 품질을 향상시킬 것입니다. PCC 그룹은 에틸렌 글리콜 (CAS 9005-07-6) 을 제공합니다. 사용 가능한 에틸렌 글리콜은 특히 자동차 산업에서 유화제 및 윤활유 역할을 합니다. 특별한 요구 사항이 있는 냉각수 생산을 위한 우수한 구성 요소입니다.

에틸렌 글리콜의 유해성

에틸렌 글리콜은 인간에게 유독하며 사망을 비롯한 여러 생리학적 문제를 일으킵니다(질병 통제 센터는 치사량을 1,400~1,600mg/kg으로 추산). 인체의 피부(진피 경로), 호흡기 및 위장관을 통해 흡수됩니다. 결과적으로, 에틸렌 글리콜은 음용수 오염이 가능한 용도에 사용되어서는 안 됩니다. 또한 식품 가공 공장 또는 기타 소비 제품이 제조되는 시설의 난방 또는 냉방 시스템에 사용해서는 안 됩니다. 에틸렌 글리콜 증기는 의식을 잃을 수 있으며 농도가 낮으면 코와 목에 자극을 줍니다. 훨씬 더 심각한 것은 에틸렌 글리콜 섭취의 영향입니다. 그것의 독성은 주로 독성 대사 산물의 축적으로 인한 것입니다. 에틸렌 글리콜은 중추 신경계(CNS)에 강한 영향을 미칩니다. 에탄올과 유사한 급성 효과가 있습니다. 중추신경계에 대한 이러한 영향은 노출 후 첫 몇 시간 동안 우세합니다. 진단되지 않거나 치료되지 않은 에틸렌 글리콜 섭취는 심각한 신체 부상과 심지어 사망으로 이어질 수 있습니다.

에틸렌 글리콜 – FAQ

1. 에틸렌 글리콜을 프로필렌 글리콜과 혼합할 수 있습니까?

이 질문에 대한 답은 다른 글리콜을 기반으로 냉각수를 혼합할 수 있는지 궁금해하는 모든 자동차 소유자가 찾습니다. 해서는 안됩니다. 에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜의 경우 주요 차이점은 이러한 물질의 밀도입니다. 실제로는 유체의 내한성을 측정하기 어려우며, 이는 겨울철에 문제가 발생할 수 있습니다.

2. 에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜을 구별하는 방법은 무엇입니까?

이 두 글리콜을 구별하는 방법이 있습니다. 에틸렌과 프로필렌 글리콜의 물리적 특성, 비중, 굴절률의 차이를 이용합니다. 후자는 우리가 다루고 있는 관계를 결정하는 데 매우 유용한 매개변수입니다. 물질 몇 방울을 굴절계라고 하는 특수 장치의 프리즘에 놓고 식별을 가능하게 하는 굴절률을 읽습니다.

3. 에틸렌 글리콜은 글리세롤과 어떻게 다릅니까?

두 화합물 모두 동일한 화학 그룹, 즉 알코올 에 속합니다. 분자 내 -OH 히드록실기의 양이 다릅니다. 글리세롤은 프로판(프로판트리올)의 유도체이고 에틸렌 글리콜은 에탄(에탄디올)의 유도체입니다. 수용액에서는 어는점을 낮추고 끓는점도 높입니다. 글리세롤과 에틸렌 글리콜을 선택할 수 있어 전자를 사용하는 것이 더 안전하기 때문에 고려해볼 만하다. 환경에 대한 부정적인 영향도 적습니다.

4. 에틸렌 글리콜은 어디에서 구입할 수 있습니까?

에틸렌 글리콜은 화학 물질 상점이나 도매점 에서 쉽게 구입할 수 있습니다. 이 물질의 가격은 비교적 광범위합니다. 최고 품질의 상품을 구매하는 데주의를 기울일 가치가 있습니다. 에틸렌 글리콜은 PCC 그룹(CAS 번호 9005-07-6)에서 제공하는 시약 범위에도 포함됩니다.

5. 에틸렌 글리콜 중독 – 증상은 무엇입니까?

에틸렌 글리콜 중독은 알코올 중독 상태와 매우 유사합니다. 움직임, 졸음, 빠른 호흡, 혈압 상승 및 경우에 따라 경련의 현저한 불일치가 있습니다. 에틸렌 글리콜 중독은 과소 평가할 수 없습니다. 24시간 후, 신부전의 첫 번째 증상이 나타납니다. 중독은 순환 장애와 중추 신경계에 심각한 손상을 일으킵니다.

6. 에틸렌 글리콜을 포도당과 구별하는 방법은 무엇입니까?

인기 있는 Trommer 테스트를 수행하여 이 두 화합물을 구별할 수 있습니다. 포도당은 소위 알도스에 속하며, 이는 차례로 알데히드로 분류됩니다. 알데하이드는 Trommer 테스트를 통과하는 것으로 알려져 있지만 디올(예: 에틸렌 글리콜)은 통과하지 못합니다. 전체 실험은 알칼리 환경에서 청색 구리(II) 수산화물 CuOH ₂ 를 벽돌색 구리(I) 산화물 Cu ₂ O로 환원(시험 물질 사용)에 기반합니다.