اتیلن کلیگول ، مهمترین سیال در مایعات خنک کننده

در گذشته از آب به دلیل قیمت ارزان و خاصیت انتقال حرارتی آن به عنوان مایع
خنک کننده در بخش های داخلی موتور استفاده می شد. اما با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی مشخص شد کاربرد آب به تنهایی به عنوان خنک کننده دارای معایب مختلف است که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پایین بودن نقطه جوش آب یکی از
ویژگی های منفی آن است. با پیشرفت صنایع خودرو سازی و تولید حرارت بیشتر در موتورهای جدید، آب در سیستم خنک کننده بخار شده و موجب اختلال در این سیستم می شود.
- بالا بودن نقطه انجماد آب و افزایش حجم حدود9 درصدی آن (برخلاف سایر ترکیبات شیمیایی که در اثر انجماد کاهش حجم می یابند) موجب تخریب رادیاتور و حتی بخشی از موتور خواهد شد.
- خوردگی و زنگ زدگی فلزات مصرفی در سیستم خنک کننده توسط آب بسیار شدید است.
تا سال1920 میلادی متانول بدست آمده از تقطیر چوب، بیشترین کاربرد را در ساخت ضد یخ داشت. الکل اتیلیک، گلیسیرین، کلرور کلسیم و همچنین آب نمک مایعاتی بودند که به عنوان خنک کننده به کار می رفتند. آب شکر و مخلوط آب عسل نیز به مقدار محدود به عنوان مایع
خنک کننده کاربرد داشتند. همچنین نفت و روغن های نفتی که با آب مخلوط نمی شوند نیز به عنوان مایع خنک کننده کاربردهای محدودی داشتند.
در طول سال های1920 تا1930 میلادی و با توسعه صنعت خودروسازی، مصرف مایعات خنک کننده موتور نیز افزایش چشمگیری پیدا کرد. در این سالها الکل اتیلیک به دلیل قیمت ارزان و تولید مناسب به عنوان بهترین مایع خنک کننده موتور به کار گرفته شد و به تدریج استفاده از ترکیبات یاد شده هر یک به دلایلی منسوخ شد. در این میان کاربرد ضد یخ پایه الکلی، به دلیل پایین بودن نقطه جوش مخلوط آب و الکل، تبخیر سریع الکل و احتمال آتش گرفتن آن و همچنین سمّی بودنِ متانول که موجب صدمه به سرنشینان می شد، نامناسب تشخیص داده شد. مصرف گلیسیرین نیز تابع بازار تولید و مصرف بود. مصرف کلسیم کلرید و آب نمک نیز که در بعضی نواحی به عنوان مایع ضدیخ به کار
می رفت، به دلیل خاصیت شدید خورندگی، به میزان قابل توجهی محدود شد. همچنین استفاده از محلول شکر و یا عسل در آب به دلیل نیاز به محلول های غلیظی از این مواد برای نزول نقطه انجماد منسوخ شد.
در این سالها روغن های نفتی که به علت نقطه انجماد پایین و عدم خوردگی مورد توجه قرار گرفته بودند، به دلایلی از جمله نیاز به حجم بیشتری از سیال (به علت عدم اختلاط با آب)، گران بودن، اثر نامطلوب بر لوله های لاستیکی و خطر آتشگیری، دیگر مورد استفاده قرار نگرفت. همچنین بکارگیری مایعاتی از قبیل روغن های معدنی و نفتی به دلیل پایین بودن قابلیت انتقال حرارتی و افزایش گرانروی آنها در فصل زمستان (که موجب کاهش تبادل حرارتی
می شود) متوقف شد. علاوه بر دلایل یاد شده هنگام استفاده از این ترکیبات، اگر درجه نشان دهنده دما در خودرو خراب می شد، بالا رفتن حرارت مایع خنک کننده معلوم نمی شد و بدین ترتیب این ترکیبات در حرارت های بالا موجب ذوب لحیم های موجود در رادیاتور و سوختن موتور می شد.
در برخی موارد از متوکسی و پروپانول که یک گلیکول اتر است به عنوان ضدیخ استفاده
می شد، که مزیت آن سازگاری با روغن موتور و مخلوط شدن با آن (در صورت ایجاد نشت) بود. ولی به دلیل پایین بودن نقطه اشتعال، نقطه جوش و قیمت بالا کاربرد آن منسوخ شد.
در سال1925 میلادی برای اولین بار مصرف اتیلن گلیکول به عنوان خنک کننده موتور رواج پیدا کرد. در ابتدا مصرف این ماده کم بود ولی به تدریج با آگاهی بیشتر نسبت به مزایای محصول تولیدی، مصرف آن افزایش یافت و در حال حاضر بیشترین مصرف اتیلن گلیکول به منظور تولید سیال خنک کننده موتور است.
با افزایش مصرف اتیلن گلیکول و کاربردهای مناسب آن برای سیال خنک کننده موتور، به تدریج مصرف متانول، الکل اتیلیک و سایر مواد شیمیایی برای تولید ضد یخ کاهش یافت مصرف این مواد در فرمولاسیون مایعات خنک کننده موتور در سال1950 به کلی منسوخ شد به گونه ای که تولید و مصرف اتیلن گلیکول از49 میلیون لیتر به71 میلیون لیتر در سال رسید.
در جدول1 به مقایسه خواص فیزیکی گلیکول ها با سایر ترکیبات مصرفی به عنوان ضد یخ اشاره شده است.
محلول44 تا70 درصد اتیلن گلیکول در آب، سیستم رادیاتور را در بالاترین ظرفیت طراحی شده نگه می دارد و به این ترتیب با استفاده از این محلول مطمئن می شویم که موتور به دلیل جوش آوردن صدمه نخواهد دید. علاوه بر این، اختلاط نسبت معینی از اتیلن گلیکول با آب، عمل خنک کردن را در دامنه وسیعی از دما انجام می دهد و نقطه انجماد آب را به میزان کافی پایین می برد.
یکی دیگر از مزایای به کارگیری اتیلن و پروپیلن گلیکول به عنوان سیال پایه در فرمولاسیون ضد یخ، پایین بودن میزان آثار مخرب زیست محیطی این ترکیبات است. اتیلن و پروپیلن گلیکول می توانند پس از مصرف وارد محیط آبی شوند. هر دو محلول قابلیت حلالیت بالا داشته و میزان آثار زیان بار این دو ماده برای ماهی ها، حیات وحش، حیات گیاهی و میکروارگانسیم ها پایین است. تجزیه بیوشیمیایی این دو ماده سریع و کامل انجام می شود.

جستارهای مرتبط