에틸렌 글리콜의 특성 및 용도

에틸렌 글리콜의 물리화학적 성질

1,2-에탄디올이라고도 알려진 화학식 CH ₂ OH ₂ 의 에틸렌 글리콜은 인기 있는 유기 화합물입니다. 에틸렌 글리콜 및 기타 물질에 대한 안전 보건 자료는 해당 물질의 물리적, 화학적 특성에 대한 주요 정보 소스입니다. 에틸렌 글리콜은 HVAC 및 자동차 시스템 부동액의 주요 구성 요소입니다. 글리콜의 공식은 이것이 디올 이라고도 알려진 디하이드록시 알코올의 화학 그룹에 속한다는 것을 분명히 나타냅니다. 따라서 알코올로서의 글리콜은 점도가 높고 단맛이 나는 무색 액체입니다. 물과의 우수한 혼화성 외에도 알데히드 , 케톤 , 아세트산 에 잘 녹지만 사염화탄소에는 전혀 녹지 않습니다. 상대적으로 생산 비용이 저렴합니다. 단점은 낮은 온도에서 결정화가 일어나고 열을 흡수하는 능력(프로필렌 글리콜에 비해)이 낮다는 것입니다(물 열용량의 약 50%). 에틸렌글리콜은 끓는점이 높고(197ᵒC) 분자량이 낮습니다. 이는 수소 결합 형성으로 인해 액체상에서 분자가 강하게 결합하기 때문입니다. 순수한 형태의 에틸렌 글리콜은 약 -13°C에서 어는 반면, 에틸렌 글리콜:물 혼합물은 훨씬 낮은 온도에서도 액체 상태를 유지할 수 있습니다. 예를 들어 물 40%와 글리콜 60%의 혼합물은 약 -37ᵒC까지 낮은 온도를 견딜 수 있습니다. 에틸렌 글리콜은 모든 비율에서 물과 섞일 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 이는 구조에 두 개의 수산기가 존재하기 때문입니다. 문헌이나 제조업체의 제안을 탐색할 때 모노에틸렌 글리콜(MEG)이라는 용어를 접할 수 있습니다. 그러나 모노에틸렌 글리콜과 에틸렌 글리콜은 실제로 동일한 물질이라는 점을 명심하십시오.

에틸렌 글리콜 – 생산

산업 규모로 제조된 에틸렌 글리콜은 에틸렌 산화 과정에서 얻은 산화에틸렌을 가수분해하여 생산됩니다. 산화에틸렌 생산 에틸렌 글리콜 생산의 첫 번째 단계에서는 에틸렌과 산소가 다채널 반응기에 유입됩니다. 반응은 산화알루미늄을 기본으로 하는 촉매인 은이 있는 상태에서 기상에서 발생합니다. 반응은 매우 발열성이고 많은 양의 열을 방출합니다. 에틸렌 글리콜 의 생산 및 정제 산화 에틸렌은 CO ₂ 와 반응하여 에틸렌 카보네이트를 형성하고, 이는 다시 가수분해되어 에틸렌 글리콜로 생성됩니다. 두 반응 모두 균일한 산 촉매를 사용하여 액체상에서 수행됩니다. 이전 반응 단계의 CO ₂ 스트림은 에틸렌 카보네이트 반응기로 재활용됩니다. 그런 다음 에틸렌 글리콜은 두 개의 증류탑에서 정제되어 제품에서 물이 제거됩니다. 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 있지만 프로필렌 글리콜은 독성이 없습니다. 독성이 중요하지 않은 응용 분야에서는 에틸렌 글리콜이 열 전달 유체로 가장 적합한 경우가 많습니다. 섭취할 가능성이 있거나 실수로 음식이나 식수와 접촉할 수 있는 경우 에틸렌 글리콜을 사용해서는 안 됩니다. 또한 식품 가공 공장이나 소비용 제품이 제조되는 기타 시설과 같은 건물의 난방 또는 냉각 시스템에도 사용해서는 안 됩니다. 낮은 독성이 요구되는 경우, 경구 투여시 급성 독성이 낮기 때문에 프로필렌 글리콜이 일반적으로 사용됩니다. 두 유형의 글리콜 모두 물리적 특성이 다릅니다. 그들의 화학적 성질도 다릅니다. 에틸렌 글리콜은 성능이 중요한 곳에 널리 사용되며 사람이나 동물과 직접적인 접촉이 없습니다. 에틸렌 글리콜은 열 전달 및 결빙 방지 기능이 뛰어납니다. 글리콜의 낮은 점도는 우수한 열 전달 효율에 기여하며 낮은 온도에서 전달 특성은 프로필렌 글리콜을 능가합니다. 그러나 프로필렌 글리콜은 비열이 더 높기 때문에 프로필렌 글리콜과 동일한 양의 에너지를 전달하려면 더 많은 에틸렌 글리콜을 순환시켜야 합니다. 프로필렌 글리콜 용액은 동일한 조건에서 에틸렌 글리콜보다 점도와 유동점이 더 높습니다. 우선, 낮은 온도에서 프로필렌 글리콜은 에틸렌 글리콜보다 열효율이 떨어집니다.

에틸렌 글리콜 – 적용

자동차 산업에서 널리 사용되기 때문에 에틸렌 글리콜이란 무엇이며 그 용도와 특성은 무엇인지 자문해 볼 가치가 있습니다. 에틸렌 글리콜은 많은 산업 및 상업용 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 이 제품은 세제 , 화장품 , 페인트 , 플라스틱 용 용제 등 인기 있는 여러 가정용 제품에도 사용됩니다. 글리콜의 다른 용도는 다음과 같습니다.

• 수상 스쿠터, 욕조, 볼링 공 등의 제품에 사용되는 유리 섬유 생산.
• 펜용 잉크 및 기타 잉크 생산. 에틸렌 글리콜은 잉크의 점도를 높이고 증발 가능성을 줄입니다.
• 가스 압축기, 난방, 환기 및 공조 시스템, 아이스링크용 산업용 냉각수와 같은 액체 열 운반체. 에틸렌 글리콜은 냉각 시스템을 통해 흐르고 극한의 온도를 견딜 수 있도록 돕는 산업용 냉각제 특성을 제공합니다.

냉각수 내 에틸렌 글리콜

그 특성으로 인해 에틸렌 글리콜 (프로필렌 글리콜 제외)은 내연 기관용 냉각수로 널리 사용되는 구성 요소입니다. 냉각수의 주요 임무는 엔진에서 열 에너지를 효과적으로 수집하여 라디에이터를 통해 환경으로 방출하는 것입니다. 따라서 냉각수는 겨울철 엔진의 동결을 방지함과 동시에 여름철 고온에서 냉각수 역할을 하게 됩니다. 냉각수는 엔진에서 열을 제거하는 것 외에도 다음과 같은 중요한 기능을 수행해야 합니다.

• 결빙 방지 – 부동액 성분인 에틸렌 글리콜은 낮은 동적 점도와 높은 열전도율을 포함한 향상된 열 전달 특성에 영향을 미칩니다.
• 캐비테이션 방지 – 냉각수는 결빙, 비등 및 캐비테이션에 대한 효과적인 보호층을 생성하여 캐비테이션 피트의 형성을 방지합니다.
• 엔진의 다양한 요소와 전체 냉각 시스템의 부식 방지 – 이는 이러한 유형의 시스템에 일반적으로 사용되는 금속을 보호하는 시너지 부식 억제제 의 함량 덕분에 달성될 수 있습니다. 이는 긴 서비스 수명과 높은 열 효율을 보장하는 데 도움이 됩니다.
• 시스템의 불순물 형성 및 침전으로부터 보호

부동액의 구성 요소인 에틸렌 글리콜은 낮은 동적 점도와 높은 열 전도성을 포함하여 열 전달 특성이 향상되었습니다. 에틸렌 글리콜 기반 유체는 구리, 황동, 강철, 주철 또는 알루미늄 과 같은 금속 및 그 합금으로 만들어진 설비에 성공적으로 사용될 수 있습니다. 이러한 냉각 시스템에서는 모든 일반 씰을 문제 없이 사용할 수 있습니다. 냉각수의 미래 고성능 차량에 대한 수요 증가, 고품질 첨단 첨가제 사용 증가 등의 요인이 글로벌 자동차 부동액 시장의 발전을 보완합니다. 그러나 원자재(원유) 가격의 변동과 배터리로 구동되는 전기 자동차에 대한 수요 증가로 인해 이 부문의 발전이 다소 저해되고 있습니다. 새로운 환경 친화적인 생명공학 냉매와 부동액의 가용성은 가까운 미래에 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 생산에 탁월한 구성 요소입니다.

에틸렌글리콜의 유해성

에틸렌 글리콜은 인간에게 독성이 있으며 사망을 포함한 여러 가지 생리적 문제를 유발합니다(질병통제센터에서는 치사량을 1,400~1,600mg/kg으로 추정합니다). 인체의 피부(진피 경로), 호흡기 및 위장관을 통해 흡수됩니다. 따라서 에틸렌 글리콜은 식수가 오염될 수 있는 용도에 사용해서는 안 됩니다. 또한 식품 가공 공장이나 소비용 제품이 제조되는 기타 시설과 같은 구내의 가열 또는 냉각 시스템에도 사용해서는 안 됩니다. 에틸렌 글리콜 증기는 의식을 잃을 수 있으며 농도가 낮을 ​​경우 코와 목에 자극을 줄 수 있습니다. 훨씬 더 심각한 것은 에틸렌 글리콜 섭취로 인한 영향입니다. 그 독성은 주로 독성 대사산물의 축적으로 인해 발생합니다. 에틸렌 글리콜은 중추신경계(CNS)에 강한 영향을 미칩니다. 에탄올과 유사한 급성 효과를 나타냅니다. 중추신경계에 대한 이러한 영향은 노출 후 처음 몇 시간 동안 두드러집니다. 진단되지 않거나 치료되지 않은 에틸렌 글리콜 섭취는 심각한 신체 부상과 심지어 사망까지 초래할 수 있습니다.

에틸렌 글리콜 – FAQ

1. 에틸렌 글리콜을 프로필렌 글리콜과 혼합할 수 있나요?

이 질문에 대한 답은 다양한 글리콜을 기반으로 냉각수를 혼합하는 것이 가능한지 궁금해하는 모든 자동차 소유자가 찾고 있습니다. 그렇게 해서는 안 됩니다. 에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜의 경우 주요 차이점은 이들 물질의 밀도입니다. 실제로 유체의 내한성을 측정하는 것이 어려우며 이로 인해 겨울철에 문제가 발생할 수 있습니다.

2. 에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜을 구별하는 방법은 무엇입니까?

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

3. 에틸렌 글리콜은 글리세롤과 어떻게 다른가요?

두 화합물 모두 동일한 화학 그룹, 즉 알코올 에 속합니다. 분자 내 -OH 수산기의 양이 다릅니다. 글리세롤은 프로판(프로판트리올)의 유도체이고, 에틸렌글리콜은 에탄(에탄디올)의 유도체입니다. 수용액에서는 어는점을 낮추고 끓는점도 높입니다. 글리세롤과 에틸렌 글리콜 중 하나를 선택할 수 있으면 사용이 더 안전하기 때문에 전자를 사용하는 것을 고려해 볼 가치가 있습니다. 환경에 미치는 부정적인 영향도 적습니다.

4. 에틸렌 글리콜은 어디에서 구입할 수 있나요?

에틸렌 글리콜은 화학제품 상점이나 도매상 에서 쉽게 구입할 수 있습니다. 이 물질의 가격은 비교적 광범위합니다. 최고 품질의 상품 구매에주의를 기울일 가치가 있습니다. 에틸렌 글리콜은 PCC 그룹(CAS 번호 9005-07-6)에서 제공하는 시약 범위에도 포함되어 있습니다.

5. 에틸렌 글리콜 중독 – 증상은 무엇입니까?

에틸렌 글리콜 중독은 알코올 중독 상태와 매우 유사합니다. 눈에 띄는 움직임의 불일치, 졸음, 빠른 호흡, 혈압 상승 및 경우에 따라 경련이 있습니다. 에틸렌 글리콜 중독은 과소평가될 수 없습니다. 24시간 후에 신부전의 첫 증상이 나타납니다. 중독은 순환 장애를 일으키고 심지어 중추 신경계에 심각한 손상을 입힙니다.

6. 에틸렌 글리콜과 포도당을 구별하는 방법은 무엇입니까?

우리는 널리 사용되는 Trommer 테스트를 수행하여 이 두 화합물을 구별할 수 있습니다. 포도당은 소위 알도스에 속하며 알데히드로 분류됩니다. 알데하이드는 Trommer 테스트를 통과하는 것으로 알려져 있지만 디올(예: 에틸렌 글리콜)은 이를 통과하지 못합니다. 전체 실험은 알칼리 환경에서 파란색 수산화 구리(II) CuOH _{2 가} 벽돌색 구리(I) 산화물 Cu ₂ O로 환원(시험 물질 사용)을 기반으로 합니다.