Etilen glikol, “etandiol” olarak da bilinen kimyasal bir bileşiktir. “Türetilmiş alkol” anlamında bir alkol türüdür. Antifriz yani sıvıların donmasını önleyen kimyasal maddelerde yaygın olarak kullanılır. Kimyasal maddelerde ideal bir çözücüdür. Renksiz, kokusuz ve tatlı bir sıvıdır. Suda çözünebilen, toksik etkili, tatlı bir alkoldür. Yiyecek ve içeceklerde fark edilmediği için zehirleyici özelliği sebebiyle cinayet amacıyla da kullanılmıştır. Sentetik bir bileşendir. Kimya endüstrisinde kullanılan en önemli glikol ürünüdür.
Tarihçesi
Etilen glikol, ilk olarak 1856 yılında Fransız kimyager Charles Adolphe Wurtz tarafından elde edilmiştir. Wurtz, etilen iyodürü gümüş asetat ile muameleye tabi tutarak etilen diasetat elde etti. Ardından etilen diasetat ile potasyum hidroksiti reaksiyona sokarak etilen glikol hazırladı. Elde ettiği bileşiğe “glikol” adını veren Wurtz, 1859 yılında farklı bir yöntem daha kullanarak etilen oksidin hidratasyonuyla etilen glikol elde etti. Ticari ölçekli etilen glikol üretimi 1917 yılında ABD’de başladı. İlk büyük glikol fabrikası 1925 yılında Virjinya’da kuruldu.
Özellikleri
Etilen glikol; renksiz ve tatlı bir viskozdur (koloidal selüloz çözeltisi). Saf (mono) etilen glikolun kimyasal formülü “HOCH2CH2OH” şeklindedir. Etilen oksidin hidratasyonuyla elde edilen petrokimya ürünü bir polioldür. Organik bileşiklerin glikol ailesinin basit bir üyesidir. Erime noktası -13 derece, kaynama noktası 198 derece, parlama noktası 110 derecedir. Yoğunluğu 1,1132 gcm3’tür. Su ile karıştırıldığında erime noktası daha da düşer. Su, alkol, asetonla bileşik oluşturabilir. Eterde çözünmez. Çoğu organik solvette çözünür.
Endüstriyel olarak şöyle elde edilir: Etilenin klorlu sudan geçirilmesinin ardından etilen klorohidrin meydana gelir. Bu madde, sodyum bikarbonat sulu çözeltisi ile hidroliz edilir. Diğer bir yöntem ise, etilen oksidin soğuk ve sulandırılmış hidroklorik asitle kimyasal işleme tabi tutulmasıdır.
Saf etilen glikol su ile karıştırıldığında kolayca kristalleşmez. Bu sebeple elde edilen karışımın donma noktası bastırılır. Yüzde 40 su, yüzde 60 etilen glikol karışımının donma noktası yaklaşık -45 derecedir. Bu sebeple buz çözücü, karlanmayı veya donmayı önlemek için ideal bir karışım yani antifriz elde edilmiş olur.
Bileşikleri
Etilen glikolün en çok bilinen kimyasal bileşiklerini ve özellikleri şöyledir;
Mono Etilen Glikol (MEG): Kimyasal formülü “HOCH2CH2OH” şeklindedir. Molekül ağırlığı 62,07 gmol’dür. Kimya sektöründe “etan-1,2-diol”, “1,2-etandiol”, “glikol”, “etilen alkol” olarak da bilinir. Yapışkan, kaygan, renksiz ve kokusuzdur. Organik bileşikler, alkoller, ketonlar ve aldehitler ile karışabilir. Antifrizler, reçineler, polyester ve elyaflarda kullanımı yaygındır. Boyalarda kullanılan MEG, kayganlık ve uygulama kolaylığı sağlar. Jelatin, fenol-formaldehit reçine, alkid reçine ve boyar maddeler için ideal bir çözücüdür. Ayrıca, ısı transfer ajanı da olabilir.
Di Etilen Glikol (DEG): Kimyasal formülü “C4H10O3” şeklindedir. Molekül ağırlığı 106,12 gmol’dür. Renksiz, kokusuz, korozyona uğramaz, nem çekicidir ve şurup kıvamındadır. Eter, etilen, glikol, etanol ve su ile karıştırılarak kullanılabilir. Toluen, karbon tetraklorid ve benzen ile birleşmez. Plastikleştirici maddeler, poliüretan, doymamış polyester reçine, boya mürekkebi ve tekstil boyalarında ideal bir çözücüdür. Tütün sektöründe nem tutucu, tutkal sektöründe inceltici olarak kullanılır. Uçak gövdelerinin ve demiryollarının buzlanmaması için kullanılan kimyasallarda da DEG içeriği vardır.
Tri Etilen Glikol (TEG): Kimyasal formülü “C6H14O4” şeklindedir. Homolog bir dihidroksi alkol serisinin bir üyesidir. Yüksek nem emici kapasiteli, yapışkan, renksiz bir sıvıdır. Erime noktası -7 derece, kaynama noktası 286 derecedir. Etanol, aseton, asetik asit, gliserin ve aldehitler içinde çözünür. Dietil eter içinde az çözünür. Yağlarda ve hidrokarbonların çoğunda çözünmez. Toksitesi düşüktür. Vinil polimerler için plastikleştirici olarak kullanımı yaygındır. Aerosol haline getirildiğinde dezenfektan görevi görür. Doğalgazlar için sıvı kurutucu olarak faydalanılır. Hidrolik ve fren sıvılarında da bulunan TEG, eğlence sektöründe kullanılan duman makinelerinde bir akışkandır.
Poli Etilen Glikol (PEG): Kimyasal formülü “HO(CH2CH2O)nH” şeklindedir. Suda çözünen polieter alkoldür. PEG-400; berrak, viskoz, nem çekici ve renksiz bir sıvıdır. Su ile karışabilir. Alkol ve metilen klorürde çözünür. Mineral yağlarda çözünmez. PEG-3000, PEG-3350, PEG-4000, PEG-6000 ve PEG-8000 formları mumsu, parafin benzeri bir görünüme sahip, beyaz renkli katıya yakın maddelerdir. PEG-3000 ve PEG-3350 suda ve metilen klorürde çözünür. Alkolle çok az karışabilir. Mineral yağlarda çözünmez. Diğer formları ise suda ve metilen klorürde çözünür, alkol ve yağlarda çözünmez.
Başlıca kullanım alanları şunlardır; mineral yağlar, emülgatör, nemlendirici, alkol kompenenti, kromatik ve sermik pigmentler, aşındırıcılar, hidrolik sıvılar, organik sentezler, ofis ürünleri, solventler…
(Etilen glikol, motorlardaki radyatörlere katılan antifrizin en önemli bileşenidir.)
Hangi Alanlarda Uygulamaları Vardır?
Etilen glikolun donma ve kaynama noktaları arasındaki yüksek fark kullanım alanlarını genişletir. Genellikle antifrizlerde kullanılır. Basit bir anlatımla antifriz, donmayan veya donma dereceleri çok düşük olan alkol ve şeker içerir. Antifrizler, araçların motorlarını soğutmak veya sabit sıcaklıkta tutmak için kullanılan radyatörlere katılır. Böylece radyatördeki suyun donması önlenir. Uçak gövdelerinde de aynı amaçla kullanılır. Havalanmadan önce uçakların yıkandığı suda etilen glikol içeren antifriz vardır. Bu şekilde havadaki aşırı soğuk atmosfere giren uçağın gövdesinin donması veya buzlanması engellenir.
Dakron lifleri ve alkid reçineleri etilen glikol türevleridir. Doğalgaz endüstrisinde doğalgazdan su buharını gidermek için susuzlaştırma ajanı olarak da kullanılır. Aynı zamanda jetski, küvetler, bowling topları gibi ürünlerde kullanılan cam elyafların da ana maddelerinden biridir. Alkolsüz içeceklerde için kullanılan plastik ürünlerin üretiminde kullanılan polietilen tereftalat etilen glikoldan elde edilir.
Etilen glikol ve bileşiklerinin kullanıldığı bazı ürünler ve alanlar şunlardır; deterjanlar, temizlik kimyasalları, parlatıcılar, sentetik mum, alkid ve polyester reçineleri, yapıştırıcılar, patlayıcılar, cam, çimento, pas sökücüler, ester, kalıp ayırıcı, sıvı yağlar, hidrokarbon waxlar, tekstilde hamur koyulaştırıcı, cam temizleyiciler, dondurucu dinamitler, hidrolik fren sıvıları, gaz kompresörleri, havalandırma ve klima sistemleri, endüstriyel soğutma ürünleri, ambalaj ürünleri, jeotermal ısı pompası, cilalar, ahşap koruyucular…
Etilen Glikol Zehirlenmesi
Etilen glikol, tatlı bir sıvıdır ancak zehirlidir. Çeşitli formlarının vücuda alınması halinde öldürücü etkileri vardır. Etanol zehirlenmesine benzer yan etkileri görülür. Bulantı ve kusma gibi belirtilerle başlayan etilen glikol zehirlenmesi, solunum zorluğunun ardından komaya sokabilir.
İnsanın kısa sürede yüksek oranda (akut) etilen glikola maruz bırakılması merkezi sinir sistemini depresyona uğratır. Ani solunum yolları veya nefes darlığı (kardiyopulmoner) yaşanır. Daha sonra da böbreklerde hasar meydana getirir. Kronik olarak (uzun sürede) yavaş yavaş etilen glikola maruz kalmak boğaz ve üst solunum yollarında tahrişlere (irritasyon) yol açar. Böbreklerde zehirlenme belirtileri ve karaciğer hasarı da görülebilir. Ana rahmindeki fetüs (cenin) üzerinde de toksik etkileri (fetotoksik) görülmüştür. Etilen glikol buharına maruz kalmak göz ve solunum yollarını tahriş eder. Ancak deri yoluyla çok az emilir, bu sebeple sistemik toksite ihtimali düşüktür.
Etilen glikol zehirlenmesi belirtileri; halsizlik, bitkinlik, baş ağrısı, baş dönmesi, anormal göz hareketleri, göz kapağı şişkinliği, iris iltihaplanması, cilt hassaslaşması, karın ağrısı, bulantı, kusma, koordinasyon kaybı, bilinç kaybı, hızlı kalp atışı, kalp ritim bozuklukları, konjestif kalp yetmezliği ve böbrek ağrılarıdır.
Etilen glikoldan zehirlenenlere bir dizi tedavi uygulanır. Zehirlenme belirtilerinin ardından ortam havalandırılır ve zehirlenen kişi kusturulur. Midesi yıkandıktan sonra solunum için oksijen takviyesi yapılır. Daha sonra ilgili sağlık birimlerinde ileri düzeyde tedavi yöntemleri uygulanır. Etilen glikolun kanserojen özelliği tespit edilememiştir.
(Uçakların gövdeleri etilen glikol içeren kimyasallarla yıkanır.)
Bunları Biliyor Musunuz?
- Etilen glikol, zehirli olması sebebiyle suikast amaçlı da kullanılmıştır.
- Çevre için tehdit oluşturan etilen glikol, toprağa nüfuz edebilir, yer altı sularını, dereleri ve su birikintilerini kirletebilir.
- Buz pateni pistlerinde de etilen glikol kullanılır.
- Kıyafetler, döşemeler, halı, yastık ve yorgan gibi ürünlerde kullanılan polyestere elyafların hammaddesidir.
- Etilen glikol kullanıldığı bazı ürünlere verimlilik, enerji tasarrufu ve geri dönüşüme olanak sağlar.
- Etilen glikol, büyük kömür rezervlerinde sahip ülkelerde karbon monoksitten üretilir.
- Etilen glikol üretiminin en fazla yapıldığı ülke Çin’dir.
- Dünya genelinde yılda yaklaşık 7 milyon ton etilen glikol üretilmektedir.