Oxyde d’éthylène

Caractéristiques et propriétés

L’oxyde d’éthylène est un gaz incolore avec une odeur distincte . En dessous de 10°C c’est un liquide . Sa structure contient deux atomes de carbone, quatre atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène . La molécule de ce composé prend la forme d’un triangle . Compte tenu de cette structure moléculaire spécifique, l’oxyde d’éthylène est classé dans le groupe des éthers cycliques, communément appelés époxydes. Le composé est un gaz facilement soluble dans l’eau. Il est réactif, c’est-à-dire qu’il réagit très facilement avec d’autres composés chimiques. Les vapeurs d’oxyde d’éthylène sont hautement toxiques. C’est l’un des composés pour lesquels sont déterminées les concentrations maximales admissibles dans l’air, sans danger pour l’homme. De plus, l’oxyde d’éthylène liquide provoque de graves brûlures en présence d’humidité. N’oubliez pas non plus que les mélanges de vapeurs d’oxyde d’éthylène avec l’air sont explosifs dans une large plage de concentrations allant de 3 à 100 pour cent. L’oxyde d’éthylène est obtenu par une réaction d’oxydation directe de l’éthylène. L’éthylène est l’hydrocarbure insaturé le plus simple, classé parmi les alcènes. Sa molécule est composée de deux atomes de carbone reliés par une double liaison et de quatre atomes d’hydrogène. La double liaison est très instable et peut facilement être rompue. C’est précisément pourquoi les molécules contenant des liaisons doubles ou triples dans leur structure sont beaucoup plus susceptibles de réagir avec d’autres composés chimiques, par exemple avec les alcanes , dans lesquels tous les atomes sont liés les uns aux autres par des liaisons sigma simples. Cela fait que l’éthylène réagit facilement avec la molécule d’oxygène. Dans des conditions de réaction spécifiques, la double liaison de l’éthylène est rompue et le composé prend un atome d’oxygène, sans abandonner ses atomes d’hydrogène. Pour que ce processus se déroule avec l’efficacité requise à l’échelle industrielle, il est nécessaire d’utiliser un catalyseur argent-platine. La réaction qui produit l’oxyde d’éthylène est un processus à haute température car elle se produit dans la plage de températures de 200°C à 300°C. Vous pouvez également obtenir de l’oxyde d’éthylène en faisant réagir de l’éthylène avec du chlore et de l’eau.

Applications

Un petit volume d’oxyde d’éthylène produit industriellement est utilisé pour la stérilisation, la fumigation et la lutte contre les insectes. Pour cette application, le produit est utilisé sous forme gazeuse, également en combinaison avec d’autres substances (sous forme de mélange gazeux), telles que l’azote, le dioxyde de carbone ou le dichlorofluorométhane. L’oxyde d’éthylène est utilisé pour stériliser le matériel médical, les emballages, les aliments, les médicaments, les expositions de musées, les livres et bien d’autres choses. Le processus de stérilisation à l’oxyde d’éthylène présente de nombreux avantages. Tout d’abord, il est très efficace en raison de la grande stabilité moléculaire des molécules d’oxyde d’éthylène. Cela se traduit par une pénétration plus profonde et plus efficace du matériau à stériliser. Il est important de noter qu’il est efficace à basse température. Cela permet d’éviter la dégradation thermique des produits stérilisés. De plus, bien que les vapeurs d’oxyde d’éthylène soient toxiques, les produits stérilisés avec ce composé ne présentent pas de danger pour leurs utilisateurs. L’oxyde d’éthylène est une matière première importante avec un large éventail d’applications dans le traitement chimique. Il est utilisé pour produire, entre autres, des éthanolamines et des éthoxylates d’alcool gras. Cependant, il est principalement utilisé pour la production d’ éthylèneglycols , résultant d’une réaction de l’oxyde d’éthylène d’abord avec un proton puis avec une molécule d’eau. Les dérivés de l’oxyde d’éthylène sont également importants sur le plan industriel. Ils sont utilisés dans la purification du gaz naturel afin de réduire la corrosion des composants utilisés dans le traitement du pétrole et du gaz et dans la remise en état des puits de pétrole. L’oxyde d’éthylène est l’un des ingrédients des substances soutenant la production de pétrole et protège les produits finis du gel, ce qui se traduit par une transformation énergétique plus efficace. L’oxyde d’éthylène et ses dérivés sont également importants en agriculture. Ils sont utilisés pour produire une large gamme de substances actives et d’ingrédients inertes utilisés dans les insecticides, les pesticides et les herbicides. Chacun de ces ingrédients répond aux besoins spécifiques de la production agricole, contribuant ainsi à protéger les cultures et à augmenter leur rendement. Dans la transformation des cultures agricoles, des émulsifiants à base d’oxyde d’éthylène sont utilisés pour améliorer la séparation de la phase huileuse de la phase aqueuse, par exemple lors de l’extraction de l’huile de maïs dans le processus de production de bioéthanol. L’huile peut ensuite être utilisée dans l’alimentation animale ou pour la production de biodiesel. L’oxyde d’éthylène est également utilisé pour la production d’amidon industriel à partir de produits agricoles, qui est une matière première polyvalente utilisée dans de nombreuses industries, notamment celle des adhésifs pour papier. Dans les cliniques vétérinaires, l’oxyde d’éthylène est utilisé pour stériliser les dispositifs médicaux, les kits d’intervention, les plateaux et les instruments chirurgicaux.

Poly(oxyde d’éthylène)

L’oxyde d’éthylène subit facilement une réaction de polymérisation qui aboutit à des macromolécules démontrant certaines propriétés spécifiques. Selon la méthode et le poids moléculaire du polymère obtenu, les substances obtenues ont des propriétés et des applications différentes. Les polymères d’oxyde d’éthylène de poids moléculaire élevé sont obtenus sous forme de poudre ou de fins granulés grâce à un processus de polymérisation en suspension en présence de catalyseurs. Leur degré de cristallisation varie de 92 %à 95 %. Le polyéthylène (oxyde d’éthylène) a une structure flexible et cireuse. Son point de fusion varie de 65°C à 70°C. Sous forme liquide, le polymère démontre une solubilité illimitée dans l’eau. Ceci est lié aux tailles identiques des unités répétitives (mers) dans la chaîne, ainsi qu’à leur propension à former des liaisons hydrogène. Le polyéthylène (oxyde d’éthylène) est très populaire dans de nombreuses industries. Le polymère peut être facilement traité par extrusion, moulage par injection, gaufrage ou calandrage. Les matériaux en polyéthylène (oxyde d’éthylène), tels que les fils et les films, se caractérisent par une résistance à la traction et une flexibilité élevées. Cependant, à une humidité élevée (dépassant même 90 %), ces propriétés se détériorent considérablement. Le polyéthylène (oxyde d’éthylène) résiste aux huiles et aux graisses. L’oxyde d’éthylène de poids moléculaire élevé possède de bonnes propriétés de coagulation et de floculation. Il démontre également la capacité à réduire la résistance hydrodynamique des solutions aqueuses. Le polymère d’oxyde d’éthylène est principalement utilisé dans l’industrie textile, où il entre dans la fabrication de tissus. Dans l’ industrie des peintures et vernis , c’est un substrat aux propriétés épaississantes utilisé pour la fabrication de peintures en émulsion. Il est devenu très populaire dans l’industrie alimentaire. Le polyéthylène (oxyde d’éthylène) est contenu dans les emballages alimentaires.