آکریلونیتریل Acrylonitrile چیست؟

دسته: مقالات منتشر شده در 09 مهر 1398
نوشته شده توسط Admin بازدید: 2089

آکریلونیتریل به چه ماده ای گفته میشود؟

آکریلونیتریل نوعی ترکیب ارگانیک است و فرمول شیمیایی ان CH2CHCN میباشد. این ماده یک مایع فرار بی رنگ است ولی انواع تجاری ان میتوانند دارای ناخالصی هایی باشند و همچنین رنگی متمایل به زرد داشته باشند. ساختار مولکولی ان شامل گروه های ونیل است که با نیتریل پیوند یافته اند. این ماده نوعی مونومر مهم برای تولید پلاستیکهای پرکاربردی مانند پلی اکریلونیتریل میباشد. همچنین دوز پایین آکریلونیتریل سمی بوده و خاصیت واکنش پذیری دارد.

آکریلونیتریل بار اول در سال 1893 توسط یک شیمی دان فرانسوی با نام Charles Moureu ساخته شد.

آکریلونیتریل مونومر اصلی سازنده ی فیبر های ترکیبی است که به طور کلی به انها اکریلیک گفته میشود و بنا بر کمیسیون تجارت فدرال، این ماده نوعی فیبر است که مواد تشکیل ‌دهنده ی  ان، زنجیره های بلند پلیمرهای ترکیبی هستند. این زنجیره ها حداقل 85 درصد از وزن واحدهای این ماده را به خود اختصاص میدهند.

 

توصیف آکریلونیتریل

آکریلونیتریل نوعی مایع فرار است که میتواند بی رنگ و یا زرد رنگ باشد و قابلیت انحلال در آب و بیشتر حلال های معمول ارگانیک را دارد مانند آستون، بنزین، کربن تتراکلرید، اتیل استات و تولون. این ماده در دمای 84 درجه سانتی گراد ذوب شده و در دمای 77 درجه سانتی گراد به جوش می اید. انواع تکنیکی این ماده دارای خلوص بالای 99 درصد هستند و همیشه یک بازدارنده ی بسپارشی دارند. ماده یاد شده واکنش پذیر بوده و زمانی که در برابر حرارت یا در معرض مواد قلیایی قوی قرار گیرد (حتی با وجود بازدارنده)، به صورت  ناگهانی با اتیل هیدروکوئینون  بسپارش میشود. ممکن است ماده یاد شده با قرار گیری در معرض شعله، منفجر شود. حمله به مواد مانند مس هم یکی دیگر از ویژگی های ان است. آکریلونیتریل ناسازگار بوده  و با اکسید کننده های قوی، اسیدها و مواد قیلیایی، برومین و آمین ها واکنش میدهد.

سایر نامهای آکریلونیتریل عبارتند از :AN، مونومر اکریلونیتریل، کیانو اتیلن، پروپن نیتریل، ونیل سیانید و VCN.

 

مصارف آکریلونیتریل کدامند؟

این ماده به صورت تجاری و از اموکسیداسیون پروپیلن ساخته میشود که در ان پروپیلن، امونیا و هوا توسط کاتالیزور و در یک بستر مایع مانند واکنش میدهند. این ماده در ابتدا به عنوان یک هم مونومر در تولید اکریلیک و فیبر های موداکریلیک استفاده میشود. از مصارف ان میتوان به تولید مواد پلاستیکی، پوشش های سطحی، الاستومرهای نیتریل، رزین های محافظ و مواد چسبنده اشاره کرد. همچنین ماده یاد شده به عنوان نوعی میانجی شیمیایی در ترکیب انواعی از انتی اکسیدانها، مواد دارویی، رنگها و مواد فعال عمل میکند. پیش از این، آکریلونیتریل به عنوان یک ماده ضد عفونی کننده برای مواد غذایی، اسیاب آرد و تجهیزات فراوری و پخت نان استفاده میشد.

کاربرد عمده ی آکریلونیتریل به عنوان مونومری است که یک  جوربسپار یعنی پلی اکریلونیتریل و یا چندین هم بسپار مهم مانند استرین- اکریلونیتریل، اکریلونیتریل بوتادین استرین، اکریلونیتریل استرین اکریلات و سایر لاستیکهای ترکیبی مانند اکریلونیتریل بوتادین را تولید میکند. این ماده و مشتقانت ان مانند 2-chloro-acrylonitrile دینوفیل هایی هستند که در واکنش Diels-Alder ساخته میشوند. همچنین این ماده در تولید صنعتی اکریلامید و اکریلیک اسید نقش دارد.

این ماده در تولید فیبر های کربن مورد نیاز در صنایع هوایی، دفاعی و هوا و فضا و همچنین پره های توریبن های بادی نقش کلیدی دارد. همچنین آکریلونیتریل به میزان گسترده ای برای تولید الاستومر یا لاستیکهایی استفاده میشود که قابلیت عملکردی بالایی دارند. رزین های ساختاری و پلاستیکها هم در همین گروه قرار می گیرند که برای تبدیل خودروهای موجود به وسایل نقلیه ی الکتریکی سبک وکم مصرف مورد نیاز هستند. علاوه بر ان آکریلونیتریل نوعی مونومر مهم و حیاتی برای تولید منعقد کننده های تصفیه آب می باشند.

مصارف این ماده بطور کلی عبارتند از :

  • بسته بندی مواد غذایی مانند گوشت های فراوری شده، ماهی، پنیر، سس ها، چاشنی ها، مرباها و عصاره مواد غذایی
  • بسته بندی پزشکی، دارویی و پوشش های تراپوستی
  • لوازم مراقبت های شخصی مانند بسته های زیبایی، دهان شو و عطر ها .

 

آکریلونیتریل در چه مناطقی یافت میشود؟

آکریلونیتریل معمولا در جو زمین ساخته نمیشود ولی میتواند تا یک هفته  در هوا باقی بماند. ماده یاد شده با واکنش بین اکسیژن و رادیکال های هیدروکسیل تجزیه شده و فرمیل سیانید و فرمالدهید را می سازد. این ماده برای  موجودات دریایی مضر است. آکریلونیتریل در جو تیتان دیده شده است که یکی از قمر های سیاره زحل است.

 

آکریلونیتریل چگونه تولید میشود؟

این ماده با اموکسایش کاتالیزوری پروپیلن ساخته میشود که به ان فرایند SOHIO هم گفته میشود. در سال 2002، ظرفیت تولید این ماده در سال مقدار 5 میلیون تن تخمین زده شد. آکریلونیتریل و سیانیدهای هیدروژنی محصولات جانبی مهمی هستند که برای فروش عرضه میشوند. در واقع کمبود این ماده در سالهای 2008 و 2009 ناشی از کاهش میزان تقاضای ان بوده است.

2CH3-CH=CH2 + 2NH3 + 3O2 → 2CH2=CH-C≡N + 6H2O

در فرایند یاد شده، پروپیلن، امونیا و هوا به عنوان اکسید کننده از یک واکنشگریا راکتور مایع شده عبور میکنند که دارای کاتالیزوری در دمای 400 تا 510 درجه سانتی گراد است. این مواد قبل از انکه در محلول مایع سولفوریک اسید قرار گیرند،  فقط یک بار از داخل این واکنش گر عبور داده میشوند. مقادیر اضافه دی پروپیلن، کربن مونوکسید، کربن دی اکسید و دی نیتروژن که حل نمیشوند، وارد هوا میشوند و یا سوزانده میشوند. محلول مایع شامل اکری لونیتریل، استونیتریل، هیدروسیانیک اسید و آمونیوم سولفات میباشد. پس از ان اب اضافی زدوده شده و اکریلونیتریل و استونیتریل با تقطیر از هم جدا میشوند.

 

خطرات ناشی از آکریلونیتریل کدامند؟

این ماده قابلیت اشتعال پذیری بالایی دارد و سمی میباشد. در واقع بسپارش این ماده میتواند با انفجار همراه باشد. ماده سوخته شده بخار هیدروژن سیانید و اکسیدهای نیتروژنی را آزاد میکند.

آژانس بین المللی تحقیقات سرطانی این ماده را در دسته 2B سرطان زا ها قرار داده است. کارگرانی که در معرض اکریلونیتریل های موجود در هوا قرار گرفته اند، به میزان بیشتری به سرطان ریه دچار شده اند. این ماده به سرعت در دمای  اتاق یا 20 درجه سانتی گراد تبخیر میشود و در صورتی که غلظت ان زیاد باشد میتواند خطراتی همچون مشکلات پوستی، دشواری در تنفس، حساسیت های چشمی را بوجود اورد که از اثرات سریع این ماده بر انسان میباشند.

در طی آزمایشاتی دوز بالایی از این ماده بروی موش های مذکر و مونث تست شد و نتایج نشان دادند که ماده یاد شده خطر بروز سرطان را افزایش میدهد.

روش هایی که ممکن است انسان نیز به این ماده آلوده شود عبارتند از: انتشار در هوا، اگزوز خودرو، دود های سیگار(در صورتی که فرد سیگاری باشد و یا فقط این دودها را استشمام کند،  در معرض ابتلا به سرطان قرار میگیرد). این ماده از راه تنفس، خوراکی و یا در دوز بالا از راه پوستی میتواند به انسان منتقل شود. قرار گیری مکرر باعث ایجاد حساسیت های پوستی شده و میتواند به سیستم اعصاب مرکزی و کبد اسیب وارد نماید.

این ماده سمی به دو روش میتواند از بدن انسان خارج شود. روش اول با فرایند متابولیزه این ماده در ترکیب با گلوتاتیون صورت میگیرد و پس از ان از طریق ادرار دفع میشود. در روش دوم نیز این ماده با 2-cyanoethylene oxide متابولیزه شده و سیانید را تولید میکند که در نهایت به شکل گیری تیوسیانات می انجامد و با ادرار از بدن دفع میشود.

منابع و روش های قرار گیری انسان در معرض این ماده بیشتربه شغل فرد ارتباط دارند و از طریق تنفس منتقل میشوند. این امکان وجود دارد که این ماده در طی تولید و مصرف در هوا منتشر شود. با ازمایش خون میتوان امکان وجود این ماده در خون و انتقال ان به فرد را ارزیابی کرد و متوجه شد.

 

اثرات حاد اکریلونیتریل بر سلامت انسان کدامند؟

  • کارگرانی که با تنفس این ماده به مدت کمتر از یک ساعت در معرض مقادیر بالایی از آن قرار گرفتند علائمی همانند تحریک غشای مخاطی، سردرد، تهوع، حالتهای هراس و تحریک عصبی، کم خونی غیر حاد، مشکلات کلیوی، افزایش تعداد گلبولهای سفید خون و یرقان خفیف را تجربه کردند. مسمومیت با این ماده هم میتواند چنین علائمی داشته باشد: ضعف اندام، تنفس دشوار و نامنظم، گیجی و اختلال در داوری، تهوع، تشنج و کبودی
  • کودکی به دلیل قرار گیری در معرض این ماده و تنفس ان جان باخت و قبل از مرگ نیز علائمی همچون اختلالات تنفسی، کبودی لبها و تاکی کاردی (تپش شدید قلب) داشت.
  • قرار گیری پوست در معرض این ماده نیز میتواند باعث سوختگی شدید در انسانها شود. ازمایشات انجام گرفته بروی حیوانات نشان داده اند که مسمومیت ناشی از تنفس این ماده با علام شدیدی همراه است ولی تماس پوستی  یا خوراکی ان میتواند علائمی با شدت زیاد تا بسیار شدید را ایجاد نماید.

خطر ابتلا به سرطان

  • مطالعات انجام گرفته بروی کارگرانی که در معرض این ماده بودند، نشان میدهند که میزان ابتلا به سرطان ریه در انها به مقدار زیادی افزایش یافته است. در مطالعات دیگری هم مشخص شد که تنفس ماده یاد شده  یا نوشیدن ابهای حاوی آن توسط موش ها باعث بروز تومورهای سرطانی شده است. این علائم نیز گزارش شده اند: آستروسیتوم مغزی و ستون فقرات و تومورهای غده زیمبال (در کانال گوش). تومورهای زبانی، معده، روده کوچک در اقایان و خانمها نیز در همین دسته قرار میگیرند.