اتيلن كليگول، مهمترين سيال در مايعات خنك كننده

اتيلن كليگول، مهمترين سيال در مايعات خنك كننده

در گذشته از آب به دليل قيمت ارزان و خاصيت انتقال حرارتي آن به عنوان مايع
خنك كننده در بخش هاي داخلي موتور استفاده مي شد. اما با گذشت زمان و پيشرفت تكنولوژي مشخص شد كاربرد آب به تنهايي به عنوان خنك كننده داراي معايب مختلف است كه مي توان به موارد زير اشاره كرد:

- پايين بودن نقطه جوش آب يكي از ويژگي هاي منفي آن است. با پيشرفت صنايع خودرو سازي و توليد حرارت بيشتر در موتورهاي جديد، آب در سيستم خنك كننده بخار شده و موجب اختلال در اين سيستم مي شود.

- بالا بودن نقطه انجماد آب و افزايش حجم حدود9 درصدي آن (برخلاف ساير تركيبات شيميايي كه در اثر انجماد كاهش حجم مي يابند) موجب تخريب رادياتور و حتي بخشي از موتور خواهد شد.

- خوردگي و زنگ زدگي فلزات مصرفي در سيستم خنك كننده توسط آب بسيار شديد است.
تا سال1920 ميلادي متانول بدست آمده از تقطير چوب، بيشترين كاربرد را در ساخت ضد يخ داشت. الكل اتيليك، گليسيرين، كلرور كلسيم و همچنين آب نمك مايعاتي بودند كه به عنوان خنك كننده به كار مي رفتند. آب شكر و مخلوط آب عسل نيز به مقدار محدود به عنوان مايع خنك كننده كاربرد داشتند. همچنين نفت و روغن هاي نفتي كه با آب مخلوط نمي شوند نيز به عنوان مايع خنك كننده كاربردهاي محدودي داشتند.

در طول سال هاي1920 تا1930 ميلادي و با توسعه صنعت خودروسازي، مصرف مايعات خنك كننده موتور نيز افزايش چشمگيري پيدا كرد. در اين سالها الكل اتيليك به دليل قيمت ارزان و توليد مناسب به عنوان بهترين مايع خنك كننده موتور به كار گرفته شد و به تدريج استفاده از تركيبات ياد شده هر يك به دلايلي منسوخ شد. در اين ميان كاربرد ضد يخ پايه الكلي، به دليل پايين بودن نقطه جوش مخلوط آب و الكل، تبخير سريع الكل و احتمال آتش گرفتن آن و همچنين سمّي بودنِ متانول كه موجب صدمه به سرنشينان مي شد، نامناسب تشخيص داده شد. مصرف گليسيرين نيز تابع بازار توليد و مصرف بود. مصرف كلسيم كلريد و آب نمك نيز كه در بعضي نواحي به عنوان مايع ضديخ به كار مي رفت، به دليل خاصيت شديد خورندگي، به ميزان قابل توجهي محدود شد. همچنين استفاده از محلول شكر و يا عسل در آب به دليل نياز به محلول هاي غليظي از اين مواد براي نزول نقطه انجماد منسوخ شد.

در اين سالها روغن هاي نفتي كه به علت نقطه انجماد پايين و عدم خوردگي مورد توجه قرار گرفته بودند، به دلايلي از جمله نياز به حجم بيشتري از سيال (به علت عدم اختلاط با آب)، گران بودن، اثر نامطلوب بر لوله هاي لاستيكي و خطر آتشگيري، ديگر مورد استفاده قرار نگرفت. همچنين بكارگيري مايعاتي از قبيل روغن هاي معدني و نفتي به دليل پايين بودن قابليت انتقال حرارتي و افزايش گرانروي آنها در فصل زمستان (كه موجب كاهش تبادل حرارتي مي شود) متوقف شد. علاوه بر دلايل ياد شده هنگام استفاده از اين تركيبات، اگر درجه نشان دهنده دما در خودرو خراب مي شد، بالا رفتن حرارت مايع خنك كننده معلوم نمي شد و بدين ترتيب اين تركيبات در حرارت هاي بالا موجب ذوب لحيم هاي موجود در رادياتور و سوختن موتور مي شد.

در برخي موارد از متوكسي و پروپانول كه يك گليكول اتر است به عنوان ضديخ استفاده مي شد، كه مزيت آن سازگاري با روغن موتور و مخلوط شدن با آن (در صورت ايجاد نشت) بود. ولي به دليل پايين بودن نقطه اشتعال، نقطه جوش و قيمت بالا كاربرد آن منسوخ شد.

در سال1925 ميلادي براي اولين بار مصرف اتيلن گليكول به عنوان خنك كننده موتور رواج پيدا كرد. در ابتدا مصرف اين ماده كم بود ولي به تدريج با آگاهي بيشتر نسبت به مزاياي محصول توليدي، مصرف آن افزايش يافت و در حال حاضر بيشترين مصرف اتيلن گليكول به منظور توليد سيال خنك كننده موتور است.
با افزايش مصرف اتيلن گليكول و كاربردهاي مناسب آن براي سيال خنك كننده موتور، به تدريج مصرف متانول، الكل اتيليك و ساير مواد شيميايي براي توليد ضد يخ كاهش يافت مصرف اين مواد در فرمولاسيون مايعات خنك كننده موتور در سال1950 به كلي منسوخ شد به گونه اي كه توليد و مصرف اتيلن گليكول از49 ميليون ليتر به71 ميليون ليتر در سال رسيد.

محلول44 تا70 درصد اتيلن گليكول در آب، سيستم رادياتور را در بالاترين ظرفيت طراحي شده نگه مي دارد و به اين ترتيب با استفاده از اين محلول مطمئن مي شويم كه موتور به دليل جوش آوردن صدمه نخواهد ديد. علاوه بر اين، اختلاط نسبت معيني از اتيلن گليكول با آب، عمل خنك كردن را در دامنه وسيعي از دما انجام مي دهد و نقطه انجماد آب را به ميزان كافي پايين مي برد.

يكي ديگر از مزاياي به كارگيري اتيلن و پروپيلن گليكول به عنوان سيال پايه در فرمولاسيون ضد يخ، پايين بودن ميزان آثار مخرب زيست محيطي اين تركيبات است. اتيلن و پروپيلن گليكول مي توانند پس از مصرف وارد محيط آبي شوند. هر دو محلول قابليت حلاليت بالا داشته و ميزان آثار زيان بار اين دو ماده براي ماهي ها، حيات وحش، حيات گياهي و ميكروارگانسيم ها پايين است. تجزيه بيوشيميايي اين دو ماده سريع و كامل انجام مي شود.