فرمالدهید

فرمالدهید یا فرمالین از گروه آلدهیدها است. نام این ماده از فرمیک اسید یا جوهر مورچه گرفته شده است. در این متن با خواص، روش تولید، کاربرد ها، عوارض و سرطان زا بودن فرمالدهید بیشتر آشنا خواهید شد:

خواص و ویژگی ها

فرمالین مانند متانول یک ماده شیمیایی فرار است که ماده اولیه برای تولید بسیاری از مشتقات شیمیایی می باشد. این ماده در سال 1859 کشف شد و از ابتدای قرن 20 تولید شد. مشتقات فرمالدهید در رنج وسیعی از محصولات استفاده می شود مانند محصولات چوبی ، پلاستیک ها ، پوشش های سطوح، سازه های خدماتی، اتومبیل، الکترونیک، نساجی و علف کش ها

نام های دیگر فرمالین در جدول زیر آمده است:

Methyl aldehyde

Fannoform

Formalith

Formaldehyde solution

Methaldehyde

Superlysoform

Formalina

Lysoform

Formic aldehyde

formaldehyde

formalin

methanal

formol

Paraformaldehyde

50-00-0

Methylene oxide

Oxomethane

Paraform

این ماده در شکل های ظاهری متفاوتی از جمله گاز و مایع بی رنگ و پودر کریستالی و قرصی وجود دارد که در هر کدام از موارد ممکن است بعضی از خواص آن تغییر کند.

.

شکل ظاهری گاز بی رنگ
بو بوی تند
وزن مولکولی 026/30 گرم بر مول
دانسیته 8153/0 گرم بر سانتی متر مکعب در 20- درجه سانتی گراد
نقطه ذوب 92- درجه سانتی گراد
نقطه جوش 19- درجه سانتی گراد
حلالیت در آب 400 گرم بر لیتر
لوزی خطر لوزی خطر فرمالدهید

.

کاربردها

این ماده با توجه به هزینه پایین، خلوص بالا و واکنش های شیمیایی بسیاری که می تواند در آن شرکت کند به عنوان یکی از مهم ترین مواد موجود در صنعت شناخته می شود.

.

زنجیره ارزش فرمالدهید

در جدول زیر کاربردهای مشتقات این ماده به همراه کاربردهای نهایی آن ها را مشاهده می کنید:

کاربرد مشتقات فرمالدهید
چسب و پوشش ها برای محصولات چوبی رزین اوره فرمالدهید UF
چسب و پوشش ها برای محصولات چوبی رزین فنول فرمالدهید PF
چسب و پوشش ها برای محصولات چوبی رزین ملامین فرمالدهید MF
محصولات ساختمانی ، دستگاه های الکترونیکی خانگی پلی اکسی متیلن/پلی استال POM
پلی ال ها
رزین های رنگ، روان کننده های سنتزی ، پیشران های انفجاری پنتا اریتریتول
رزین های رنگ، روان کننده های سنتزی ، پلاستیسایزرها ف پوشش ها تری متیلول پروپان TMP
پوشش های یورتان ، فوم های پلی یورتان نئوپنتیل گلایکول NPG
پوشش ها تری متیلول اتان TME
لاکراTHF,PBT, 1،4 بوتان دی ال
فوم های یورتان ، فیبر های الاستیک ، الاستو مر ها متیلن بیس ( 4 – فنیل ایزو سیانات)/متیل دی ایزو سیانات
ساخت رزین پارافرمالدهید
کاتالیست های ترموست برای رزین های فنولی، ترکیبات قالب سازی، شتاب دهنده های ولکانش لاستیک ، درمان حیوانات هگزا متیلن تترامین (هگزامین / HDTA)
سایر
آفت کش ها گلیفوسات
لاستیک های ایزو پیرین حلال های استخراج
آفت کش ها و مواد شیمیایی کشاورز ی پیریدین
پاک کننده های صنعتی و خانگی ، تصفیه آب عوامل آبکاری ( EDTA و  NTA)
پلاستیک ها آکریلیک
پلاستی سایزر ها نیتروپارافین
کود های کشاورزی کودهای کنترل شونده UF
رزین های UF وMF محلول های فرمالدهید-الکل
نساجی تتراکسان
پارچه هایی با چاپ ثابت دی متیلول دی هایدروکسی اتیلن
قارچ کش ها، ضد خوردگی و ضد عفونی کننده ها فرمالدهید و سایر مشتقات آن

تقاضای جهانی فرمالین بر اساس مشتقات آن را طبق جدول فوق مشاهده می کنید.

تقاضای جهانی فرمالدهید

انواع رزین های فرمالدهید

بیشترین بخش کاربردهای فرمالین را رزین ها به خصوص رزین های اوره، فنول ملامین فرمالدهید به خود اختصاص داده اند.

بیشترین مصرف این رزین ها در محصولات چوبی و بعد از آن در مصارف شیمیایی می باشد. 4 گروه از محصولات چوبی وجود دارند که در آن ها از رزین ها استفاده می شود .

1) PB  یا نئوپان

2) تخته سه لایی

3) ام دی اف

4) تخته OSB  

در این محصولات چوبی برای چسباندن اجزا و لایه های مختلف از رزین ها استفاده می شود. همچنین برای پوشش های ضد آب یا جهت زیبایی سطوح چوب از این مواد استفاده می شود.

رزین های اوره فرمالدهید

این نوع از رزین ها از واکنش اوره و فرمالدهید به دست می ایند و بیشتر در نئوپان و تخته سه لایی استفاده می شوند. این نوع از رزین ها ارزان ترین نوع رزین ها می باشند و بیشتر استفاده می شوند. برای درک بهتر واکنش تولید این ماده مقالات بسیاری ارایه شده است اما اگر به صورت ساده بیان شود:

اوره و فرمالین ترکیب شده و از طریق پمپ به واحد چند مرحله ای وارد می شوند. در هر مرحله pH  و دما به صورت دقیق کنترل می شود زیرا میزان درجه پلیمریزاسیون بسیار مهم است. سپس ترکیب برای تغلیط بیشتر وارد تبخیر کننده پیوسته می شود تا به میزان غلظت مشخص برسد.

رزین های UF  می توانند به فرم جامد باشند اما معمولا با درصدی از آب اعمال می شوند. رزین ها از لحاظ وزنی شامل 70 % فرمالدهید می باشند . رزین های UF  70 الی 85 % جامد هستند که مقدار بسیار کمی متانول و فرمیک اسید را به عنوان ناخالصی دارند . هنگام حمل و نقل باید در جای خنک نگه داری شوند. این مواد همچنین به عنوان anti-block در کود ها نیز کاربرد دارند.

رزین اوره فرمالدهید

رزین های فنول فرمالدهید یا PF

استفاده از این رزین ها در کشورهای پیشرفته بسیار رایج است اما اخیرا در بازار های نوظهور نیز به فروش می رسد. استفاده در تولید تخته سه لایی پر کاربرد ترین مصرف این ماده است. رزین های فنولی که شامل پلیمرها و الگومر ها می شوند از ترکیب فنول با فرمالدهید به دست می آیند.

رزین های فنول فرمالدهید

رزین های ملامین فرمالدهید یا MF

محصول نهایی واکنش ملامین و فرمالین رزینی هست که پنلهای چوبی با مقاوت رطوبتی و گرمایی بالا را پدید می آورد. این نوع از رزین ها گران ترین نوع و کم کاربرد ترین نوع رزین ها هستند. کاربرد این نوع از رزین ها در لمینت های تزیینی ، پوشش های سطحی گرما سخت و… می باشد.

رزین های ملامین فرمالدهید

رشد بازار فرمالدهید در طی سال های 2011 تا 2015 بر حسب (-000- تن متریک)

ماده 2011 2012 2013 2014 2015 مجموع 5 سال
رزین اوره فرمالدهید 1335 816 737 1011 708 4608
POM 146 94 199 211 119 769
پنتا اریتریتول 141 99 108 113 88 549
TMP,TME,NPG 38 27 39 40 39 184
1,4 BDO 97 52 106 82 89 427
MDI 112 111 169 112 75 580
رزین فنول فرمالدهید 437 311 362 340 210 1659
پارا فرمالدهید 80 67 63 121 77 408
هگزامین 55 45 38 76 58 272
رزین ملامین فرمالدهید 95 51 74 51 50 322
سایر 320 195 275 291 339- 742
آسیا 2281 1344 1028 1965 851 7469
آمریکای شمالی 151 307 844 228 176 1707
آمریکای جنوبی 94 49 83 45 2 273
اروپا 208 70 48 113 160 599
روسیه 83 66 139 24 36- 276
خاورمیانه 33 28 23 66 20 171
آفریقا 5 4 6 6 2 23
جمع 2856 1868 2170 2448 1175 10518

روش تولید فرمالدهید تحت لیسانس Uhde Inventa-Fischer

در شکل زیر روش تولید این ماده قابل مشاهده است:

تولید فرمالدهید

.

شرح تولید :

محلول فرمالدهید از طریق اکسیداسیون متانول با هوا به دست می آید. در فرآیند UIF واکنش در سطح کاتالیست نقره-کریستال و در دمای 620 تا 680 درجه ساتی گراد و در زمانی که متانول دهیدراته می شود و به صورت جزیی اکسید می شود، رخ می دهد.

فرمول شیمیایی تولید فرمالدهید

مخلوط متانول و آب برای تثبیت دانسیته و ذخیره سازی در تانک آماده سازی با پمپ و به صورت پیوسته وارد تبخیر کننده متانول می شود(1). هوای مورد نیاز برای این فرایند توسط دمنده و در طول یک فیلتر وارد تبخیر کننده متانول می شود. از اینجا ، مخلوط آب ، متانول و هوا وارد راکتور می شود (2) جایی که تبدیل متانول به فرمالدهید رخ می دهد. از آنجایی که واکنش گرما ده است ، گرمای مورد نیاز از خود گرمای واکنش تامین می شود.

  • گاز های واکنش

گاز های منتشر شده از واکنش کاتالیستی شامل فرمالدهید، آب ، نیتروژن ، هیدروژن و دی اکسید کربن می باشد. این مواد در یک بویلرکه مستقیما به راکتور متصل است تا دمای 150 درجه سانتی گراد سرد می شوند.

میزان گرمایی که در بویلر آزاد می شود برای گرمایش تبخیر کننده متانول کافی است. گاز های واکنش وارد برج جذب 4 مرحله ای می شوند (3) ، جایی که جذب فرمالدهید در یک جریان همسو با محلول فرمالدهید و آب اتفاق می افتد . محلول فرمالدهید نهایی از اولین مرحله جذب خارج می شود. گاز اضافی برج جذب با میزان گرمایش حدود 2000 کیلوژول بر متر مکعب در یک واحد احتراق سوزانده می شود.

گرمای آزاد شده از این احتراق برای تولید بخار با فشار بالا استفاده می شود.  با بازگردانی مقداری از این گاز اضافی به راکتور می توان به فرمالدهید با غلظت 52 % در خروجی دست پیدا کرد. برای تولید اوره فرمالدهید در قسمت برج جذب به جای آب اوره جایگزین می شود.

تولید فرمالدهید (فرمالین) در ایران 

یکی از شرکت های اصلی تولید فرمالین در ایران پتروشیمی شهید رسولی می باشد. این شرکت  سال 1380 در منطقه ویژه اقتصادی با هدف تأمین کل تقاضای بازار داخلی کشور و همچنین صادارات محصولات تولیدی خود از جمله فرمالین با ظرفیت سالیانه 66000 تن آغاز بکار نموده است.

مشخصه فرمالین تولیدی این شرکت پتروشیمی

نوع محصول Formaldehyde
خلوص 37-55 wt%
متانول 1.0 wt% max.
فرمیک اسید 200 ppm max.
کلر 5 ppm max.
شکل ظاهری Coloriess T

منابع انتشار فرمالین

بیشترین مقداری از این ماده که ممکن است در هوا موجود باشد در فضاهای بسته و به خصوص در هنگام کار با مواد ساختمانی و چوبی باشد. یک پژوهش گزارش کرده است که حدود 0.1 تا 3.68 ppm از این ماده در فضای خانه و فضاهای بسته موجود است. در خانه های تازه ساز یا متحرک مقدار بیشتری از این ماده وجود دارد. در هوای آزاد در مناطق شهری در آمریکا میزان 11 تا 20 ppb از این ماده وجود دارد.

سیگار کشیدن نیز یکی از منابع انتشار فرمالین می باشد.

عوارض این ماده چیست؟ آیا این ماده سرطانزاست؟

تحقیقات نشان می دهد که اگر مقدار این ماده بیش از 0.1 ppm شود ، امکان سوزش گلو،بینی و چشم ها ، سرفه ، حالت تهوع و… در برخی افراد وجود دارد. مطالعات نشان داده است که بعضی افراد نسبت به این ماده بسیار حساس هستند در حالی که ممکن است برخی دیگر واکنش چندانی به آن نشان ندهند. با اینکه اثرات کوتاه مدت مجاورت با این ترکیب اثبات شده است اما همچنان بر روی اثرات بلند مدتی که این ماده می تواند بر سلامت داشته باشد تحقیقات وسیعی انجام می شود.

در سال 1980 ، مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که قرار گرفتن در معرض فرمالدئید می تواند باعث ایجاد سرطان بینی در موش ها شود.

در سال 1987 ، آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) فرمالدئید را برای افرادی که به طور مکرر و یا با مقادیر بالایی از این ماده سر و کار دارند جز مواد سرطانزا طبقه بندی نمود. امروزه نیز این ترکیب توسط سازمان های گوناگون سرطانزا شناخته شده است و کارکردن با آن نیازمند رعایت نکات ایمنی خاصی دارد.

OSHA در گذشته مقدار مجاز کار با این ماده را 3 ppm  در طی 8 ساعت کاری در روز اعلام نمود. اما امروزه مقدار فرمالین در طی 8 ساعت کاری برای کارگران 0.78 ppm اعلام گردیده است.

سازمان حفاظت از محیط زیست استفاده از تخته های تحت فشار را برای مصارف خانگی مناسب دانست زیرا این مواد حاوی رزین فنل هستند ، نه رزین اوره و فرمالدئید کمتری از خود ساطع می کنند و برای تولید محصولاتی مانند مبلمان مناسب می باشند.

24 نظر برای «فرمالدهید کاربرد ها و عوارض | فرمالین | Formaldehyde»

  • ابوالفضل می‌گوید:

    ایا از الکترولیز متانول فرمالدهید بدست میاید
    اگر نه چه ماده ای به وجود میآید

    • مبتکران می‌گوید:

      سلام
      خیر از الکترولیز متانول، هیدروژن و دی اکسید کربن تولید می شود.

    • مبتکران می‌گوید:

      سلام
      اتیل الکل/پلی اتیلن گلیکول، گلوتارآلدئید و فنوکسی اتانول جایگزین های فرمالدئید هستند، اگرچه این ترکیبات نیز ممکن است مشکلاتی برای سلامتی ایجاد کنند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.