ایزوپروپیل الکل چیست؟ – 9 کاربرد ایزوپروپیل الکل در صنعت

ایزوپروپیل الکل چیست؟

چکیده

ایزوپروپیل الکل Isopropyl Alcohol یا IPA یکی از پرمصرف‌ترین الکل‌های آلی در صنایع شیمیایی، دارویی و بهداشتی است. این ترکیب به دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فردی مانند تبخیر سریع، حلالیت زیاد، خواص ضدعفونی‌کنندگی و سازگاری عالی با سایر ترکیبات، در فرمولاسیون بسیاری از محصولات شوینده خانگی، صنعتی و آرایشی به کار گرفته می شود. در این مقاله به بررسی جامع ساختار، ویژگی‌ها، مکانیسم عملکرد، کاربردها، مزایا، محدودیت‌ها و نقش کلیدی ایزوپروپیل الکل در انواع شوینده‌ها پرداخته می‌شود.

۱. مقدمه

شوینده‌ها از مهم‌ترین محصولات مورد استفاده در زندگی روزمره افراد هستند. عملکرد مؤثر آن‌ها تا حد زیادی وابسته به استفاده از ترکیبات فعال و اکتیو ها، حلال‌ها، پاک‌کننده‌ها و مواد کمکی است. یکی از مواد مهمی که در سال‌های اخیر توجه صنعتگران و فرمولاتور ها را به خود جلب کرده، ایزوپروپیل الکل است. این ماده علاوه بر خاصیت ضدعفونی‌کنندگی و چربی‌زدایی، دارای قابلیت انحلال‌پذیری بالا در هنگام ترکیب با آب و انواع مواد آلی می باشد و همین ویژگی‌ها باعث شده جایگاه ویژه‌ای در ساخت انواع شوینده‌ها داشته باشد.

درک نقش ایزوپروپیل الکل در شوینده‌ها، نیازمند بررسی ساختار شیمیایی، ویژگی‌های فیزیکی و رفتار آن در تماس با آلودگی‌ها و چربی‌هاست. این مقاله تلاش دارد با نگاهی دقیق به این جنبه‌ها، کاربردهای IPA را در تولید شوینده‌ها تشریح کند.

شیمی بازار در نظر دارد که با ارائه مقاله‌ای کامل در مورد تاریخچه، خواص و کاربردهای این محصول، شناخت لازم را برای خریداران جهت ارتباط بهتر با فروشندگان ایجاد کند. بدیهی است که برای بررسی تاریخچه ایزوپروپیل الکل باید تاریخچه الکل نیز مورد بررسی قرار گرفته و پس از معرفی خواص ایزوپروپانول و نحوه تهیه آن در صنعت، کاربردهای این محصول مهم شیمیایی به طور خلاصه بیان شود.

ایزوپروپیل الکل یا IPA 99٪ ، یک مایع شفاف ، بی رنگ و قابل اشتعال است و بوی مشخص و تندی دارد . از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است ، فاقد مواد آلوده کننده ی هوا است و سمی تر از متانول است ، مدت طولانی است که به عنوان یک حلال در سطح جهانی شناخته شده است. با توجه به سیستم های مدرن تولیدی که اکنون با بازده ها و خلوص بسیار بالا این ماده ی مهم را تولید می کند ، گسترش عرضه این محصول در بازار جهانی باعث ایجاد نوآوری در کاربردهای صنعتی و حساس به آب شده است.

تاریخچه الکل و ایزوپروپانول

تاریخچه استفاده از الکل توسط بشر به چند هزار سال قبل از میلاد مسیح برمی‌گردد، تقطیر الکل از شراب به طور تقریبی اولین بار توسط الکندی شیمیست عرب در کتابش شرح داده شده، اما اتانول را اولین بار ذکریای رازی پزشک، کیمیاگر، ریاضیدان و فیلسوف ایرانی (854-925 میلادی) از تقطیر شراب به صورت خالص تهیه کرد، تا به عنوان کاشف الکل شناخته شود. رازی مایع به دست آمده را الکحل نامید، بعد‌ها پروفسور واندیک آمریکایی آن را به طور ساده تبدیل به کلمه الکل کرد. هرچند هنوز در نوشتار انگلیسی به صورت الکحل به کار برده می‌شود. بعد از کشف الکل بسیاری از الکل‌های نوع اول- دوم و سوم نیز توسط دانشمندان مختلف کشف و یا ساخته شدند. اما الکل ایزوپروپیل یا ایزوپروپانول تا هزار سال بعد از درگذشت دانشمند بزرگ ایرانی هنوز به طور وسیع تولید نشده بود.
هر چند امکان این وجود دارد که دانشمندان دیگر از جمله زکریای رازی به ساخت این الکل به روش‌های غیر صنعتی دست پیدا کرده باشند. اما آنچه مستندات تاریخی نشان می‌دهد، این الکل در دهه 1920 توسط دانشمندان شرکت استاندارد اویل (standard oil) در زمان مطالعه محصولات نفتی، توسط هیدارته کردن، پروپان یا همان متیل اتیلن، به دست آمده است. در آن زمان استفاده اصلی ایزوپروپیل الکل بر خلاف حال حاضر -الکل مالشی- در پزشکی جهت جلوگیری از عفونت نبود، بلکه کارکرد اصلی آن اکسیداسیون استون (Aceton) بود که در جنگ جهانی اول استفاده زیادی در آماده سازی گلوله‌هایی به نام کردایت (نوعی گلوله بدون دود) داشت. الکل مالشی به طور صنعتی برای اولین بار توسط این کارخانه با حل کردن گاز پروپیلن در اسید سولفوریک ساخته شد.

ایزوپروپیل در ابتدا پتروکمیکال نام داشت، روش تولید هیدراسیون غیر مستقیم تنها روش تولید این الکل تا سال 1951 بود. در سال 1951 روش هیدراسیون مستقیم در اسید سولفوریک به روش‌های تولید پروپانول اضافه شد، هر یک از این دو روش هنوز هم مزایا و معایب خود را دارد. برای نشان دادن این موضوع کافی است بدانیم که روش هیدراسیون مستقیم خورندگی کمتری نسبت به هیدراسیون غیر مستقیم دارد، اما روش غیر مستقیم به جریانی رقیق از گاز پروپیلن احتیاج داشته و در مقایسه با آن در روش مستقیم حتما باید از پروپیلن کاملا خالص استفاده شود.
علی رغم خطرات و صدماتی که برای کارگران آمریکایی در سال‌های 1981-1983 به علت در معرض ایزوپروپیل قرار گرفتن، اتفاق افتاد و این صدمات گریبانگیر 4.7 میلیون نفر ( که تقریبا 2.1 میلیون نفر از آن زنان بودند) شد. فروش ایزوپروپیل و خرید این الکل به روند رو به رشد خود ادامه داد تا جایی که در سال 1994 تنها یک و نیم میلیون تن ایزوپروپیل الکل در آمریکا، اروپا و ژاپن تولید شد. ارزش بازار جهانی این محصول در سال 2018، 3.8 بیلیون دلار(چیزی حدود 2 تا 3 درصد کل بازار الکل در جهان) بود که نشان دهنده 5.7 درصد رشد از سال‌های 2011 تا 2018 است، طبق این روند پیشبینی می‌شود که ارزش این مارکت به 4.8 بیلیون دلار در سال 2023 برسد.

ساختار و ویژگی‌های شیمیایی ایزوپروپیل الکل

ایزوپروپیل الکل با نام علمی 2-پروپانول و فرمول مولکولی C₃H₈O یک الکل ثانویه می باشد که در خانواده الکل‌های مونو‌هیدریک قرار می‌گیرد. این ترکیب از سه اتم کربن تشکیل شده که گروه هیدروکسیل (OH–) به  اتم کربن مرکزی وصل شده است.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی کلیدی

– مایع بی‌رنگ و اشتعال پذیر

– بوی مشخص و نسبتاً تند 

– نقطه جوش: 82.6 درجه سانتی‌گراد 

– تبخیر سریع 

– قطبییت بالا و توانایی حل نمودن چربی‌ها 

– قابل انحلال در  آب به میزان کافی

– فشار بخار بالا و خشک شدن سریع از روی سطح پس از استفاده

یکی از ویژگی‌های بسیار مهم ایزوپروپیل الکل، توانایی شکستن پیوندهای چربی و پروتئین است که آن را به یک عامل ضدعفونی‌کننده قدرتمند تبدیل می‌کند. این خصوصیت در صنعت شوینده‌سازی اهمیت اساسی دارد.

 مزایا و ویژگی‌های عملکردی IPA در شوینده‌ها

• قدرت حلالیت بالا

ایزوپروپیل الکل می تواند طیف وسیعی از مواد آلی مانند چربی‌ها، روغن‌ها، رزین‌ها، رنگ‌ها و آلودگی‌های ناشی از مواد آرایشی و صنعتی را در خود حل کند. در نتیجه، در فرمول شوینده‌هایی که هدفشان پاک‌کردن چربی‌های سبک و سنگین است، حضور IPA عملکرد پاک‌کنندگی را بهبود می بخشد.

• تبخیر سریع و عدم باقی گذاشتن لکه

این ماده به‌سرعت تبخیر می‌شود و پس از مصرف رد و بویی روی سطوح باقی نمی‌گذارد. در نتیجه، در فرمول پاک‌کننده‌های سطوح شیشه‌ای و الکترونیکی بسیار کابردی می باشد.

• خاصیت ضدعفونی‌کننده

ایزوپروپیل الکل با از بین بردن غشای لیپیدی میکروب‌ها، باکتری‌ها و ویروس‌ها، موجب غیرفعال شدن آن‌ها می‌شود. حضور این ماده در بسیاری از شوینده‌ها سبب افزایش قدرت ضدعفونی‌کنندگی آن‌ها می‌شود.

• سازگاری با سورفکتانت‌ها

 IPA با اکثر مواد فعال سطحی (سورفکتانت ها) مانند SLS، SLES، یا نوع آمفوتری‌ها و نانیونیک‌ها سازگار است. این سازگاری سبب می‌شود که بتوان از آن به‌عنوان حلال یا پایدارکننده در فرمول‌های شوینده استفاده کرد.

• کاهش کشش سطحی آب

ایزوپروپیل الکل کشش سطحی آب را می کاهد و باعث پخش بهتر شوینده روی سطوح می‌شود. این عملکرد به بهبود قدرت نفوذ و شستشو کمک می‌کند.

• خاصیت چربی‌زدایی قوی

الکل ایزوپروپیل یکی از قوی ترین حلال‌های چربی می باشد و در فرمول شوینده‌های صنعتی، خودرو، تجهیزات مکانیکی و آشپزخانه نقشی اساسی اجرا می‌کند.

 نقش ایزوپروپیل الکل در انواع شوینده‌ها

• پاک‌کننده‌های سطوح (Surface Cleaners)

در پاک‌کننده‌های شیشه، میز، سطوح فلزی و پلاستیکی، ایزوپروپیل الکل به دلیل تبخیر زود هنگام و عدم باقی گذاشتن لکه استفاده می‌شود. ترکیب آن با آب موجب انحلال بهتر آلودگی و سرعت‌ بخشیدن به خشک‌شدن سطح می‌شود.

• شوینده‌های الکترونیکی (Electronic Cleaners)

IPA یکی از بی‌خطرترین ترکیبات برای تمیزکردن مدارهای الکتریکی است زیرا:

– تبخیر سریعی دارد. 

– اثر خورندگی کمی دارد. 

– رطوبت باقی نمی‌گذارد .

– چربی و اثر انگشت را کاملاً از بین می برد. 

• شوینده‌های خانگی

در محصولات زیر معمولاً ایزوپروپیل الکل استفاده می‌شود:

– اسپری‌های چندمنظوره 

– پاک‌کننده‌های یخچال 

– پاک‌کننده‌های چربی زدا

– پاک کننده های درب و پنجره 

• شوینده‌ها و محلول‌های ضدعفونی‌کننده

IPA در غلظت‌های ۷۰٪ بیشترین قدرت ضدعفونی‌کنندگی را دارد. این ویژگی در شوینده‌های بیمارستانی، پاک‌کننده‌های دست و محلول‌های سطوح بسیار کاربردی است.

۵. شوینده‌های خودرویی

در محصولاتی مثل:

– شوینده موتور 

– واکس داشبورد 

– ضد یخ شیشه 

– چربی‌گیر صنعتی 

ایزوپروپیل الکل بسیار تاثیرگذار است و موجب عملکرد بهتر شوینده در از بین بردن چربی و کثیفی می‌شود.

پاک‌کننده‌های آرایشی و مراقبت شخصی

در تونرها، پاک‌کننده‌های آرایشی، اسپری‌های مو و برخی محصولات پوست، از مقدار کمی IPA به عنوان حلال یا عامل ضدباکتری استفاده می‌شود.

مکانیزم عملکرد ایزوپروپیل الکل در فرآیند شویندگی

• حل‌کردن چربی‌ها

مولکول الکل به بخش‌های آلی آلودگی جذب شده و آن را در خود حل می‌کند. 

در شوینده‌هایی که هدفشان پاک‌سازی چربی‌های سنگین است، وجود IPA به شست و شوی سرعت و کیفیت می‌بخشد.

• نفوذ به غشای میکروارگانیسم‌ها

الکل با حل‌کردن لایه لیپیدی دیواره سلول باکتری‌ها و ویروس‌ها، باعث تخریب و مرگ آن‌ها می‌شود.

• افزایش کارایی سورفکتانت‌ها

IPA می‌تواند ساختار میسل‌ها را پایدارتر کرده و به سورفکتانت‌ها در نفوذ و شکستن آلودگی ها کمک کند.

• خشک‌کردن سریع سطح

ایزوپروپیل الکل با تبخیر سریع، مانع ایجاد رد و لکه روی سطوح می‌شود که برای شوینده‌های شیشه و استیل بسیار اساسی است.

تأثیر ایزوپروپیل الکل بر ویژگی‌های فرمولاسیون شوینده

• تاثیر روی ویسکوزیته

ایزوپروپیل الکل می‌تواند ویسکوزیته فرمول شوینده را کم کند و آن را روان‌تر کند. این ویژگی برای اسپری‌ها و پاک‌کننده‌های شیشه اهمیت دارد.

• افزایش پایداری فرمول

IPA در حل‌کردن برخی اسانس‌ها و افزودنی‌هایی که در آب نا محلول هستند کمک می‌کند.

• تنظیم رایحه

به دلیل اینکه IPA  سرعت تبخیر بالایی دارد، می‌تواند رایحه محصول را نیز به‌صورت تدریجی آزاد کند.

 مزایا و محدودیت‌های استفاده از IPA در شوینده‌ها

• مزایا

– حلالیت بسیار بالا 

– سرعت تبخیر مناسب 

– قدرت ضدعفونی‌کنندگی 

– مقرون به صرفه 

– سازگاری با اکثر مواد شیمیایی 

– افزایش قدرت پاک‌کنندگی 

• محدودیت‌ها

– اشتعال زا 

– تحریک‌ کننده ی پوست در غلظت های بالا 

– بوی نسبتاً تند 

– نیاز به رعایت استانداردهای ایمنی در تولید 

 نکات ایمنی و زیست‌محیطی

ایزوپروپیل الکل اگرچه ماده‌ای کارآمد در شوینده‌هاست، اما رعایت موارد زیر حائز اهمیت است:

– استفاده در محیط دارای تهویه مناسب 

– جلوگیری از تماس مستقیم با بدن 

– نگهداری دور از حرارت و شعله 

– بازیافت مناسب ظروف نگهدارنده و پسماند ناشی از استفاده این ماده

از نظر زیست‌محیطی، IPA نسبت به بسیاری از حلال‌های آلی، خطر کمتری دارد و به‌سرعت در محیط تجزیه می‌شود.

۹ کاربرد ایزوپروپیل الکل

اگرچه بخش های الکترونیک و تجهیزات پزشکی سهم مهمی از ایزوپروپیل الکل یا همان  IPA را مصرف می کنند ، اما این یک عامل مهم فرآیند در عرصه های جایگزین است. در این مقاله برخی از کاربردهای برتر صنعتی برای  ایزوپروپیل الکل و همچنین اینکه کدام درجه ممکن است مناسب برای هر یک باشد را بررسی خواهیم کرد.

ایزوپروپیل الکل در صنایع الکترونیک

ایزوپروپیل الکل  99 ٪ پاک کننده متداول  برای کابل ها ، اتصالات برقی ،  LCD ها و صفحه های نمایش ، صفحه کلید ، شیشه ، فیبرهای نوری است . از آنجا که آب هنگام کار با قطعات الکتریکی خطر شوک الکتریکی ایجاد می کند ، استفاده از IPA بدون آب برای تمیز کردن الکترونیک برای ایمنی اجباری است.

به طور خاص برای ساخت نیمه هادی ها ، از این ماده یعنی  ایزوپروپیل الکل استفاده می شود . برای از بین بردن ذرات آلاینده ی به اندازه نانو که می تواند اتصالات الکترونیکی را مختل کند ، اقدامات اضافی مانند فیلتر های میکرونی لازم است. بنابراین هزینه این محصولات بیشتر است. فقط تعداد ناخالصی های سطح با واحد ppm در ابعاد میکرونی مورد آزمایش قرار می گیرد.

ایزوپروپیل الکل در استخراج مواد

به دلیل توانایی ایزوپروپیل الکل در حل کردن ترکیبات غیر قطبی ، ایزوپروپیل الکل غالباً برای فرایند استخراج روغن ها ، چربی ها ، طعم دهنده ها و مواد ضدعفونی کننده مورد استفاده قرار می گیرد. از آن برای استخراج فسفولیپیدها و اسیدهای چرب امگا 3 از ماهی برای تولید روغن تری گلیسیرید با کیفیت بالا هم استفاده می شود . برای ساخت رزین پلی استر از گیاهان ، ممکن است به عنوان یک حلال همراه با اتانول برای استخراج و تصفیه در یک مرحله استفاده شود و روند کار ساده ای باشد.

ایزوپروپیل الکل در پوشش دهی سطوح

ایزوپروپیل الکل به طور گسترده ای در صنعت پوشش دهی برای تولید پلیمرها و همچنین ماده ی پخش کننده ی پلیمر ها بر روی سطوح به کار می رود.

ایزوپروپیل الکل رقیق کننده متداول رزین ها و رنگ ها است. برای آغشته سازی سطوح سلولزی یا فایبرگلاس با رزین ، ایزوپروپیل الکل می تواند برای مخلوط کردن مورد استفاده قرار گیرد تا سرعت نفوذ پلیمرها به داخل سطوح را افزایش دهد ، پس از آن می توان آن ها را در یک گرمکن قرار داد یا بگذارید تا در دمای محیط خشک شود . از آنجا که این ماده بسیای از پلیمرها را در خود حل می کند ، ممکن است کارگران نیز از آن برای شستن وسایل ، تجهیزات استفاده کنند.

کاربرد ایزوپروپیل الکل در داروسازی

در صنعت تولید داروها ، از ایزوپروپیل الکل  برای تولید ، تصفیه و تجزیه ی ترکیبات و همچنین به عنوان ضد عفونی کننده راکتورها استفاده می شود . این ماده هم در سنتز اسیدهای آمینه و هم پلی پپتیدها ، یک حلال پروتئینی برای بسیاری از واکنشهای ارگانیک چند مرحله ای محسوب می شود.

زیست شناسی مولکولی

ایزوپروپیل الکل درجه عاری از DNases ، RNases  و اسیدهای نوکلئیک است و برای تهیه نمونه هایی برای واکنش های مولکولی مانند تجزیه و تحلیل اسپکتروفتومتری ، الکتروفورزیس ژل ها ، تجزیه و تحلیل آنزیم های محدود کننده ، تعیین توالی نوکلئوتیدی یا واکنش زنجیره ای پلیمری برای تشخیص اسید نوکلئیک مورد استفاده قرار می گیرد .

ایزوپروپیل الکل در صنعت اتومبیل

صنعت خودرو از ایزوپروپیل الکل یا همان ایزوپروپیل الکل برای برخی از امور مربوط به مراقبت و نگهداری از اتومبیل استفاده می کند . خودروسازان معمولاً از ایزوپروپیل الکل برای پاک کردن آلودگی و چربی از اتومبیل قبل از رنگ آمیزی یا پولیش کردن استفاده می کنند .

ایزوپروپیل الکل در محصولات مراقبت شخصی 

ایزوپروپیل الکل  معمولاً به عنوان رقیق کننده ، ضد کف در افتر شیو ها ، محصولات حمام ، مواد آرایشی ، ضد عفونی کننده دست ، لوسیون ها و عطرها استفاده می شود . این ماده در صنعت ساخت ناخن های مصنوعی برای تمیز کردن و براق کردن ناخن ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. ایزوپروپیل الکل در پولیش ناخن ها کمک کرده و سپس به سرعت تبخیر می شود. سپس کارگران سالن از ایزوپروپیل الکل برای تمیز کردن و درخشان کردن سطح ناخن استفاده می کنند . درجه بندی ACS / USP / NF برای محصولات بهداشت شخصی که با ایزوپروپیل الکل تهیه می شوند لازم هستند .

ایزوپروپیل الکل در پزشکی

ایزوپروپیل الکل برای ضدعفونی کردن به صورت عمومی در مراکز پزشکی استفاده می شود. بیمارستان ها و کلینیک ها از ایزوپروپیل الکل برای ضد عفونی تجهیزات پزشکی ، تمیز کردن سطوح و معالجه های پوستی و پانسمان استفاده می کنند.  و از آنجایی که دارای یک نقطه فلش پایین است ، باید به دور از منابع احتراق یا گرما ذخیره شود .

کاربرد ایزوپروپیل الکل در صنایع غذایی

صنایع غذایی از ایزوپروپیل الکل را برای عملیات پردازش رنگ ها ، لعاب ها ، مکمل ها و ضد عفونی سطوح ، راکتورها ، ابزارها استفاده می کنند . از آنجا که آب ایستاده بر روی سطوح دستگاه ها می تواند تا حدودی باعث تکثیر باکتری ها شود ، ایزوپروپیل الکل آبگریز آن را از بین می برد و تجهیزات را ضد عفونی می کند . به دلیل عاری بودن از آلودگی های سمی ، ایزوپروپیل الکل درجه USP برای تمیز کردن سطوح مورد استفاده در تولید مواد غذایی یا نوشیدنی بسیار مناسب است.

خواص ایزوپروپیل الکل

خواص فیزیکی و شیمیایی ایزوپروپانول به شرح زیر است:
وزن مولکولی ترکیب 60.09 می‌باشد که حل شدن این الکل در آب را توجیه می‌کند، هرچه وزن الکل بیشتر و سنگین‌تر شود حل شدن درآب کاهش و به تدریج نامحلول خواهد شد. بوی تند الکل می‌دهد و آستانه بویایی آن 3 تا 610 ppm است. ایزوپروپیل در 82.3 سانتی‌گراد خواهد جوشید و در منفی 89 درجه سانتی‌گراد ذوب خواهد شد، نقطه اشتعال آن 11.7 درجه سانتی‌گراد است و دمای بحرانی آن 235 درجه سانتی‌گراد بوده و فشار بحرانی آن 47600 hPa می باشد.
نسبت تبخیر ایزوپروپیل الکل به بوتیل استات 2.3 و نسبت به اتر، 21 است. فشار بخار آن در دمای اتاق 44 hPa و در دمای 25 درجه سانتی‌گراد 60.2 hPa می‌باشد. دانسیته نسبی بخار آن 2.1 و دانسیته خود الکل ایزوپروپیل 785 کیلوگرم بر مترمکعب است که تقریبا 78.6 درصد چگالی آب است.
ایزوپروپیل الکل علاوه بر محلول بودن در آب، در اتانول و اتر کاملا حل می‌شود. همچنین در استون، روغن‌ها و چربی‌ها و کلروفرم نیز تا حدی حل خواهد شد.

این الکل در دمای 399 درجه سانتیگراد دچار احتراق خود به خودی خواهد شد. با تشکر از هیدروکسیل موجود در الکل و اتصال آن به کربن مولکول‌ها پیوند هیدروژنی با یکدیگر داشته و همین امر موجب بالاتر بودن نقطه ذوب و جوش آن نسبت به پروپان خواهد شد.

وقتی ایزوپروپانول در معرض اکساینده‌هایی مانند کرومیک اسید قرار می‌گیرد، تبدیل به استون خواهد شد. در مجاورت با گرما و اسید سولفوریک، آب از دست داده و تبدیل به پروپان خواهد شد. بازهای قوی می‌تواند این الکل را به ایزوپروپاکساید تبدیل کند. که در سنتز‌های مصنوعی بسیار کاربردی است. واکنش ایزوپروپیل الکل با تری برومید فسفر نیز منجر به جانشین شدن گروه الکل توسط با اتم برم خواهد شد.

روش تولید ایزوپروپانول

بیشتر  ایزوپروپیل الکل IPA توسط آب دار کردن پروپیلن ساخته می شود ، اگرچه گاهی اوقات به صورت کاتالیستی از استون هم تهیه می شود. ایزوپروپیل الکل ساده ترین الکل ثانویه است. یک هیدروکسید کربن (-OH) که به سه کربن قرار دارد. اکسیژن آن بار منفی جزئی دارد ، در حالی که اتم های هیدروژن و کربن متصل کننده بارهای مثبت جزئی دارند و IPA را به یک مولکول قطبی تبدیل می کنند.ایزوپروپیل الکل همچنین قابل استفاده در آب ، طیف گسترده ای از ترکیبات غیر قطبی مانند روغن ها و رزین ها را حل می کند.

هشدار : از آنجا که ایزوپروپیل الکل به صورت مایع و بخار قابل اشتعال است و یک ماده فرار است ، باید همواره برای نگهداری و جابجایی از آن مراقبت های لازم صورت گیرد. از این مواد شیمیایی برای تحقیقات ، کارهای صنعتی ، تمیز کردن یا ضد عفونی کننده استفاده می شود ، از این رو باید به طور مناسب و به دور از دسترس کودکان نگهداری شوند.

در ابتدا پروسه تولید ایزوپروپانول شامل حل پروپان در آب و یا هیدروژنه کردن استون انجام شد. امروز به جز هیدروژنه کردن استون دو روش هیدراسیون غیر مستقیم و مستقیم در صنعت برای تولید ایزوپروپانول مورد استفاده قرار می‌گیرد. و در هر دو روش نیاز به تقطیر الکل از آب و سایر محصولات جانبی است. محصول این فرآیند آزئوتروپ ساده، تقریبا 87.9 درصد وزنی ایزوپروپانول و 12.1 درصد وزنی آب است. الکل ایزوپروپیل بدون آب خالص توسط تبخیر آزئوتروپ ایزوپروپیل آبدار، با استفاده از دی ایزوپروپیل اتر یا سیکلو هگزان به عنوان عامل آزئوتروپ کننده انجام می‌شود. در ادامه به معرفی این سه روش برای تولید ایزوپروپیل الکل خواهیم پرداخت.

هیدراسیون غیر مستقیم

در هیدراسیون غیر مستقیم پروپان با اسید سولفوریک واکنش داده تا مخلوطی از سولفات‌های اتر تهیه شود. در این فرآیند می‌توان از پروپان کیفیت پایین و یا گاز رقیق شده پروپیلن استفاده کرد. جالب است بدانید که این روش برای تولید و فروش ایزوپروپانول در آمریکا به طور وسیعی استفاده می‌‎شود. در این روش ایزوپروپیل بسیار بیشتری نسبت به 1-پروپانول تولید خواهد شد. در ادامه با هیدرولیز کردن اترها با بخار ایزوپروپیل الکل توسط تقطیر تولید می‌شود. دی ایزوپروپیل اتر یک محصول جانبی شاخص این فرآیند است. که به پروسه بازگشته و مجددا هیدرولیز شده تا محصول دلخواه تولید شود.
واکنش در غلظت بالای اسید سولفوریک با درصد وزنی بالاتر از 80 درصد و دمای پایین 20 تا 30 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. البته در غلظت پایین اسید سولفوریک (بین 60 تا 80 درصد وزنی) فرآیند در دمای 60 تا 65 درجه سانتی‌گراد صورت خواهد گرفت.

هیدراسیون مستقیم

در هیدراسیون مستقیم پروپان و آب در فاز گاز یا مایع، در فشار بالا و با حضور کاتالیست‌های اسیدی جامد انجام می‌شود. این فرآیند معمولا به پروپیلن با درصد خلوص بالا (بیش از 90 درصد) احتیاج دارد. این روش بیشتر در اروپا مورد استفاده قرار می‌گیرد. واکنش شیمیایی در این فرآیند به شکل زیر خواهد بود:

C3H6 +H2O → CH3CH(OH)CH3

هیدروژنه کردن استون

هیدروژنه کردن استون خام در فاز مایع روی نیکل اسفنجی یا مخلوطی از اکسید کرم و مس برای به دست آوردن ایزوپروپیل الکل انجام می‌پذیرد. این فرآیند زمانی مفید است که شاهد تولید بسیار زیاد استون مثل فرآیند کیومن باشیم.

سایر کاربردهای ایزوپروپیل الکل

کارکرد اصلی این الکل در صنعت چاپ و پزشکی است اما کاربردهای دیگری نیز دارد که همراه این دو کاربرد اصلی ایزوپروپانول شرح داده خواهد شد:

ایزوپروپیل الکل به عنوان حلال

یکی از دلایل خرید ایزوپروپیل توسط مشتریان این است که بسیاری از ترکیبات غیرقطبی را در خود حل می‌کند. همچنین در مقایسه با اتانول، سریع تبخیر شده و هیچ روغنی باقی نمی‌گذارد. در مقایسه با دیگر حلال‌ها میزان سمی بودن آن بسیار کمتر است و به همین دلیل به طور وسیعی به عنوان مایع پاک کننده، به ویژه در مورد روغن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور مثال در پاک کردن عینک‌ها به همراه متانول، اتانول و ان-بوتانول کارکرد داشته و لوازم الکترونیکی و کامپیوتری مانند پین‌های ارتباطی، لیزرهای اپتیک با آن تمیز شده و حرارت سی پی یو توسط این الکل گرفته می‌شود.

ایزوپروپیل الکل به عنوان واسطه

ایزوپروپیل الکل را با استریفای کردن(ترکیب با استر، استریریزه کردن) تبدیل به ایزوپروپیل استات کرده و به عنوان حلال دیگری مورد استفاده قرار می‌دهند که در ترکیب با دی سولفید کربن و سدیم هیدروکساید، سدیم ایزوپروپیلاکسنات تولید کرده که به عنوان یکی از عوامل فلوتاسیون و علف هرزکش استفاده می‌شود. همچنین در ترکیب با تیتانیوم تترا کلراید و آلمینیوم فلزی، تیتانیوم و آلومینیوم ایزوپروپوکسید تولید کرده که خود عاملی شیمیایی و یک کاتالیست است.

به جز کاربردهای ذکر شده و آزمایشگاهی(مثلا به جای فرمالدئید)، علت اصلی خرید ایزوپروپیل الکل استفاده در صنعت چاپ به عنوان خنک کننده و در پزشکی به عنوان الکل مالشی قبل و هنگام جراحی به جهت جلوگیری از عفونت است. الکل مالشی، ژل پاک کننده دست و پد ضد آلودگی، همه 60 تا 70 درصد ایزوپروپیل الکل در ساختار خود دارند. معمولا در مایع‌های پاک کننده دست از پروپانول 75 درصد استفاده می‌شود.

از کاربردهای دیگر این الکل می‌توان به عنوان خشک کننده در تانک‌های سوخت استفاده شود، هر چند الکل باعث از بین رفتن آب نخواهد شد، اما موجب می‌شود که آب در گازوئیل حل شود. ضمن اینکه موجب پایین آمدن دمای تانک خواهد شد. بعد از حل شدن آب در گازوئیل دیگر منجمد نخواهد شد و مشکلی برای تانک سوخت پیش نخواهد آمد. همچنین این الکل به عنوان پاک کننده، سیال ترمز، از سیستم ترمز هیدرولیک کاربرد دارد.

خرید ایزوپروپیل الکل

شیمی بازار به عنوان مرکز خرید و فروش آنلاین مواد شیمیایی به معرفی فعالین این صنعت می‌پردازد. می‌توانید از طریق شیمی بازار با عرضه‌کنندگان ایزوپروپیل الکل به صورت مستقیم ارتباط برقرار کرده و مذاکرات خرید خود را آغاز نمایید.

فروش ایزوپروپیل الکل

در صورتی‌که تولید کننده ایزوپروپیل الکل، واردکننده و یا تامین‌کننده این ماده‌اید می‌توانید با ثبت نام در پلتفرم شیمی بازار فعالیت خود را در فضای مجازی و با هزینه‌ای کم‌تر توسعه داده و از فرصت‌های جدید و بی شمار این بازار برای خرید و فروش استفاده کنید.