Óxido de etileno

Características y propiedades

El óxido de etileno es un gas incoloro con un olor distintivo . Por debajo de los 10°C es un líquido . Su estructura contiene dos átomos de carbono, cuatro átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno . La molécula de este compuesto toma la forma de un triángulo . Considerando una estructura molecular tan específica, el óxido de etileno se clasifica en el grupo de los éteres cíclicos, comúnmente conocidos como epóxidos. El compuesto es un gas fácilmente soluble en agua. Es reactivo, lo que significa que reacciona muy fácilmente con otros compuestos químicos. Los vapores de óxido de etileno son altamente tóxicos. Es uno de los compuestos para los que se determinan las concentraciones máximas permitidas en el aire que son seguras para los humanos. Además, el óxido de etileno líquido provoca graves quemaduras en presencia de humedad. También debe recordarse que las mezclas de vapores de óxido de etileno con aire son explosivas en un amplio rango de concentraciones del 3 al 100 por ciento. El óxido de etileno se obtiene mediante una reacción de oxidación directa del etileno. El etileno es el hidrocarburo insaturado más simple, clasificado como alqueno. Su molécula está formada por dos átomos de carbono unidos por un doble enlace y cuatro átomos de hidrógeno. El doble enlace es muy inestable y puede romperse fácilmente. Precisamente por eso las moléculas que contienen enlaces dobles o triples en su estructura son mucho más propensas a reaccionar con otros compuestos químicos, en comparación, por ejemplo, con los alcanos , en los que todos los átomos están unidos entre sí mediante enlaces simples sigma. Esto hace que el etileno reaccione fácilmente con la molécula de oxígeno. En condiciones de reacción específicas, el doble enlace del etileno se rompe y el compuesto toma un átomo de oxígeno, sin renunciar a sus átomos de hidrógeno. Para que este proceso se produzca con la eficiencia requerida a escala industrial, es necesario utilizar un catalizador de plata-platino. La reacción que produce óxido de etileno es un proceso de alta temperatura, ya que ocurre en el rango de temperatura de 200°C a 300°C. También se puede obtener óxido de etileno haciendo reaccionar etileno con cloro y agua.

Aplicaciones

Un pequeño volumen de óxido de etileno producido industrialmente se utiliza para esterilización, fumigación y control de insectos. Para esta aplicación, el producto se utiliza en forma gaseosa, también en combinación con otras sustancias (como mezcla gaseosa), como nitrógeno, dióxido de carbono o diclorofluorometano. El óxido de etileno se utiliza para esterilizar equipos médicos, envases, alimentos, medicinas, objetos expuestos en museos, libros y muchas otras cosas. El proceso de esterilización con óxido de etileno tiene muchas ventajas. En primer lugar, es muy eficaz debido a la alta estabilidad molecular de las moléculas de óxido de etileno. Esto, a su vez, se traduce en una penetración más profunda y eficaz del material a esterilizar. Es importante señalar que es eficaz a bajas temperaturas. Esto ayuda a prevenir la degradación térmica de los productos esterilizados. Además, aunque los vapores de óxido de etileno son tóxicos, los productos esterilizados con este compuesto no son peligrosos para sus usuarios. El óxido de etileno es una materia prima importante con una amplia gama de aplicaciones en el procesamiento químico. Se utiliza para producir etanolaminas y etoxilatos de alcoholes grasos, entre otros. Sin embargo, se utiliza mayormente para la producción de etilenglicoles , como resultado de una reacción del óxido de etileno primero con un protón y luego con una molécula de agua. Los derivados del óxido de etileno también tienen importancia industrial. Se utilizan en la purificación de gas natural para reducir la corrosión de los componentes utilizados en el procesamiento de petróleo y gas y en la recuperación de pozos petroleros. El óxido de etileno es uno de los ingredientes de las sustancias que apoyan la producción de petróleo y protege los productos terminados de la congelación, lo que resulta en una transformación de energía más eficiente. El óxido de etileno y sus derivados también son importantes en la agricultura. Se utilizan para producir una amplia gama de sustancias activas e ingredientes inertes utilizados en insecticidas, pesticidas y herbicidas. Cada uno de estos ingredientes aborda las necesidades específicas de la producción agrícola, ayudando a proteger los cultivos y aumentar el rendimiento de los mismos. En el procesamiento de cultivos agrícolas, se utilizan emulsionantes a base de óxido de etileno para mejorar la separación de la fase oleosa de la fase acuosa, por ejemplo en la extracción de aceite de maíz en el proceso de producción de bioetanol. Luego, el aceite puede utilizarse en la alimentación animal o para la producción de biodiesel. El óxido de etileno también se utiliza para la producción de almidón industrial a partir de productos agrícolas, que es una materia prima versátil utilizada en muchas industrias, incluidos los adhesivos para papel. En las clínicas veterinarias, el óxido de etileno se utiliza para esterilizar dispositivos médicos, paquetes de procedimientos, bandejas e instrumentos quirúrgicos.

Poli(óxido de etileno)

El óxido de etileno sufre fácilmente una reacción de polimerización que da como resultado macromoléculas que demuestran algunas propiedades específicas. Dependiendo del método y del peso molecular del polímero obtenido, las sustancias resultantes tienen diferentes propiedades y aplicaciones. Los polímeros de óxido de etileno de alto peso molecular se obtienen en forma de polvo o gránulos finos mediante un proceso de polimerización en suspensión en presencia de catalizadores. Su grado de cristalización oscila entre el 92%y el 95%. El poli(óxido de etileno) tiene una estructura cerosa y flexible. Su punto de fusión oscila entre 65°C y 70°C. En forma líquida, el polímero demuestra una solubilidad ilimitada en agua. Esto está relacionado con los tamaños idénticos de las unidades repetidas (meros) en la cadena, así como con su propensión a formar enlaces de hidrógeno. El poli(óxido de etileno) es muy popular en muchas industrias. El polímero se puede procesar fácilmente mediante extrusión, moldeo por inyección, estampado o calandrado. Los materiales fabricados a partir de poli(óxido de etileno), como hilos y películas, se caracterizan por su alta resistencia a la tracción y flexibilidad. Sin embargo, con una humedad elevada (superior incluso al 90%), estas propiedades se deterioran significativamente. El poli(óxido de etileno) es resistente a aceites y grasas. El óxido de etileno de alto peso molecular tiene buenas propiedades de coagulación y floculación. También demuestra la capacidad de reducir la resistencia hidrodinámica de soluciones acuosas. El polímero de óxido de etileno se utiliza principalmente en la industria textil, donde se utiliza para fabricar tejidos. En la industria de pinturas y barnices , es un sustrato con propiedades espesantes utilizado para la producción de pinturas en emulsión. Se ha vuelto muy popular en la industria alimentaria. El poli(óxido de etileno) está contenido en los envases de alimentos.