برای معرفی کاربرد انیدرید مالئیک ابتدا باید با ساختار و نحوه تولید این ماده آشنایی پیدا کنیم. این ترکیب آلی با فرمول شیمیایی C2H2(CO)2O، یک ماده کریستالی بی رنگ (گاهی سفید رنگ) و دارای بوی نسبتاً تند است. وزن مولکولی آن 98.06 گرم بر مول است و در دمای 113 درجه فارنهایت ذوب می شود. در طی اکسیداسیون n-butane، گروههای متیل موجود در این گاز به کربوکسیلات تبدیل شده و اسکلت کربنی اصلی آن د-هیدروژنه می شود. علاوه بر بوتان، ترکیبات معطر دیگری همچون بنزن نیز برای تولید انیدرید مالئیک نیز استفاده هستند. برای تولید این ماده می توان از کاتالیزورهای مناسب (وانادیوم پنتا اکسید، وانادیوم فسفات) استفاده کرد تا در نهایت انیدرید مالئیک مورد نیاز را در مقیاس صنعتی تولید نمایید. در ادامه علاوه بر معرفی کوتاه به بررسی مهمترین کاربردهای انیدرید مالئیک می پردازیم.
در این مطلب موضوعات زیر را مطالعه خواهید کرد:
معرفی ویژگیهای انیدرید مالئیک
کاربرد انیدرید مالئیک را در صنایع شیمیایی بر اساس ویژگیهای اصلی این ماده در نظرمی گیرند. با توجه به واکنش تولید Maleic Anhydride، می توان به پایداری ساختار این ماده آلی پی برد. این ویژگی باعث می شود تا در تولید موادی همچون رزین پلی استر غیر اشباع، از آن استفاده شود. ویژگی بعدی انیدرید مالئیک، قابلیت ادغام آن با مواد دیگری همچون “شیشه خرد شده” است. ترکیب نهایی که به دست می آید را تحت عنوان “فایبرگلاس” در ساخت انواع مخازن، اتومبیل و قایق تفریحی مورد استفاده قرار می دهند. در ادامه می توان به واکنش diels-alder اشاره کرد که کاربرد انیدرید مالئیک در صنایع تولید رزین اپوکسی، داروها و انواع آفت کشها را توجیه می کند. در این واکنش از ترکیب انیدرید مالئیک با butadiene و isoprene استفاده شده و ماده حاصل تحت عنوان یک ترکیب “تتراهیدروفولیک انیدراز” در این صنعت کاربرد دارد.
کاربردهای انیدرید مالئیک
کاربرد انیدرید مالئیک به عنوان یک ماده دی کربوکسیلیک حلقوی و عضو مهمی از خانواده فورانها، مورد توجه قرار دارد. چند کاربرد بسیار مهم این ماده شامل: تولید مواد اولیه برای صنایع کشاورزی و آفت کشها، تولید انواع پوششهای مورد استفاده در صنایع تولید LCD، تصفیه فاضلاب صنعتی، شیرین کننده های مصنوعی و طعم دهنده ها، رزینهای پلی استر و الیاف فایبرگلاس، تولید خمیر کاغذ و روان کننده های موتورهای دیزلی و گازوئیلی، است. در ادامه به بررسی و معرفی برخی از این کاربردهای انیدرید مالئیک خواهیم پرداخت.
صنایع دارویی و تولید آفت کشها
کاربرد انیدرید مالئیک در تولید مواد پایه مورد استفاده در صنایع کشاورزی و آفت کشها بر پایه واکنش مشهور diels-alder استوار است. این واکنش به دلیل سرعت بالا، روش آسان و عملکرد گسترده در تولید حلقه های 6 عضوی غیر اشباع، کاربرد بسیار گسترده ای دارد. از این ماده برای تولید انواع علف کش، آفت کش و تنظیم کننده های رشد گیاهان استفاده می شود.
تولید الیاف و منسوجات
یکی دیگر از مواردی که به عنوان کاربرد انیدرید مالئیک کاربرد دارد، تولید انواع الیاف و منسوجات در صنعت نساجی است. به عنوان مثال در تولید پارچه های سلولزی همچون پارچه های پنبه ای، از مخلوط کردن مالئیک انیدرید با یک کوپلیمر پلی اکسی آلکیلن استفاده می شود. این ترکیب از درجه نرمی بالا و کیفیت شستشوی خوب، برخوردار است. از طرفی دیگر، برای تولید الیاف مسطح مورد استفاده در کابلهای برق و ابزار پزشکی نیز از انیدرید مالئیک استفاده می شود. در این موارد از ترکیب ماده مذکور با یک اکسترودر پلی پروپیلن با دو اکسترودر پلی اتیلن استفاده می شود.
تولید خمیر کاغذ
برای تولید کاغذ باید از الیاف دارای چگالی و قدرت خمیدگی بالا، استفاده شود. در صنایع کاغذ سازی به منظور کاربرد انیدرید مالئیک جهت تولید الیاف سلولزی، از استری کردن آنها با کلریدهای اسیدی استفاده می شود. در تولید کاغذ به روش شیمیایی، لیگنین موجود در چوب حذف می شود و آهک و مواد قلیایی مورد استفاده نیز از طریق تبخیر بازیابی می شود، در نتیجه میزان تولید مواد مخرب و زاید به حداقل می رسد. بر اساس نوع کاغذ مورد نظر، افزودنیهای مختلفی به خمیر آن اضافه می شود. در نهایت، فرآیند پخت و تولید خمیر در کوره های محصور انجام می گیرد و از خروج گازهایی که تولید می شود جلوگیری به عمل می آید.
نکته قابل توجه در این فرآیند، وجود خواص ضدمیکروبی در الیاف سلولزیی که تولید می شود، است. همچنین این الیاف با محیط زیست سازگار است و قابلیت تجزیه در آب و هوا را دارند. در یک بررسی آزمایشگاهی مشخص شد که این الیاف پس از 40 روز تحت تاثیر هوازدگی تجزیه می شوند.
تولید مواد مورد استفاده در cleaning agents
ایمینو دی سوکسینات(IDS) تولید شده از انیدرید مالئیک و آمونیاک 25% به عنوان تصفیه کننده فاضلاب صنعتی مورد استفاده می باشد. کاربرد انیدرید مالئیک و تمام ایزومرهای حاصل از IDS توسط تست تنفس سنجی مانومتری مورد ارزیابی قرار می گیرد. در نتایجی که به دست آمد مشخص شد که سه سویه تجزیه کننده IDS در تصفیه خانه های فاضلاب صنعتی وجود دارند. در نتیجه این عوامل می توانند با رشد در فاضلاب صنعتی و استفاده از IDS به عنوان منبع تغذیه، آلاینده های موجود در فاضلاب را تجزیه نمایند.
تولید انواع شیرین کننده مصنوعی و طعم دهنده
یکی از جالب ترین حیطه های کاربرد انیدرید مالئیک، صنایع تولید مواد غذایی است. این ماده به صورت اسید فوماریک، اسید سوکسینیک و اسید مالئیک در مواد غذایی کاربرد دارد. ایجاد اسیدیته در مواد غذایی توسط سه ماده فوق، باعث طعم بهتر غذا می شود. انیدرید مالئیک، به صورت طبیعی در میوه هایی همچون سیب، موز، انگور، گیلاس، شلیل، توت فرنگی و انبه، وجود دارد. سبزیجاتی همچون کلم بروکلی، هویج، نخود، لوبیا و سیب زمینی نیز غنی از انیدرید مالئیک هستند.
سوالات متداول پنج کاربرد انیدرید مالئیک
1- آیا تماس انیدرید مالئیک با بدن خطرناک است؟
انیدرید مالئیک می تواند به صورت مذاب یا جامد تولید شود. بخار و غبارهایی که در این فریند تولید می شود قادر است غشاهای مخاطی را تحریک نماید. تماس مزمن می تواند برونشیت مزمن و حملات شبیه آسم ایجاد کند.
2- آیا انیدرید مالئیک قابلیت اشتعال دارد؟
یکی از واکنش پذیرترین مواد آلی است که در صورت قرار گیری در دمای بالاتر از 300 درجه فارنهایت، احتمال بروز واکنش بین این ماده با سایر مواد موجود در اطراف آن و تولید گرما و دی اکسید کربن وجود دارد.
3- اثر انیدرید مالئیک روی باروری چیست؟
بر اساس تحقیقاتی که انجام شده است، استفاده از دوز بالای آن روی سیستم تولیدمثل موش، به صورت کاهش وزن گیری در نوزاد تاثیر دارد ولی مقادیر مورد استفاده در طعم دهنده ها، بسیار کمتر می باشد و جای نگرانی ندارد.
4- مزایای استفاده از انیدرید مالئیک چیست؟
انیدرید مالئیک می تواند باعث تسهیل مخلوط شدن مواد مختلف همچون پلاستیک شود. در نتیجه می توان پلیمرهای مختلفی را با استفاده از آن تولید کرد و در صنایع مختلف از این ویژگی بهره مند شد.
5- ارزش بازار خرید و فروش انیدرید مالئیک چقدر است؟
در سال 2021 ارزش بازار جهانی maleic anhydride توسط کارشناسان 2.8 میلیارد دلار برآورد شد. بر اساس پیش بینی کارشناسان، ارزش این بازار در سال 2026 به میزان 4.2% رشد خواهد رسید. برای خرید انیدرید مالئیک با کیفیت و با قیمت مناسب و به روز می توانید با شرکت کیمیا تجارت تات در تماس باشید.
