Proprietà chimiche del cloruro di metilene, usi, produzione

Descrizione

Noto anche come metilendicloruro e diclorometano, CH2Cl2 è un liquido incolore e volatile con un odore penetrante simile all’etere solubile in alcool ed etere e leggermente solubile in acqua. Non infiammabile e non esplosiva in aria. La derivazione è la clorazione del metilcloruro e la successiva distillazione. Viene utilizzato in svernicianti, sgrassaggio a solvente, lavorazione delle materie plastiche., agente espandente in schiume, estrazione con solvente, solvente per acetato di cellulosa e come propellente per aerosol.

Proprietà chimiche

Il cloruro di metilene, un solvente clorurato, è un liquido volatile e incolore con un odore dolce. Viene spesso indicato come diclorometano. Il cloruro di metilene ha molti usi industriali, come la sverniciatura, la pulizia dei metalli e lo sgrassaggio.

Il cloruro di metilene non si trova naturalmente nell’ambiente. Il cloruro di metilene è usato come solvente industriale e come sverniciatore., Può anche essere trovato in alcuni prodotti aerosol e pesticidi e viene utilizzato nella produzione di pellicole fotografiche.

Usi

Il cloruro di metilene è usato come solvente, specialmente dove è richiesta un’elevata volatilità. È un buon solvente per oli, grassi, cere, resine, bitume, gomma e acetato di cellulosa ed è un utile sverniciatore e sgrassante. Viene utilizzato negli sverniciatori, nelle miscele propellenti per contenitori aerosol, come solvente per materie plastiche, come agente sgrassante, come agente estrattivo nell’industria farmaceutica e come agente espandente nelle schiume poliuretaniche., La sua proprietà solvente è talvolta aumentata mescolando con metanolo, nafta di petrolio o tetracloroetilene.
Il cloruro di metilene è il principio attivo in molte formulazioni di svernicianti, tra cui svernicianti per mobili industriali e commerciali, svernicianti per la casa e prodotti utilizzati per la manutenzione degli aeromobili. La sostanza chimica ha una capacità unica di penetrare, blister e sollevare un’ampia varietà di rivestimenti di vernice. Le formulazioni della sostanza chimica sono ampiamente utilizzate sia nei serbatoi di flow-over che di immersione (dip) nelle operazioni di refmishing di mobili., Per la manutenzione di aerei militari e commerciali, un prodotto a base di cloruro di metilene è spesso richiesto per ispezionare la superficie per danni.
Dalla metà degli anni 1990 il cloruro di metilene ha sostituito 1,1,1-tricloroetano in formulazioni adesive non infiammabili per applicazioni industriali, compresa la fabbricazione di schiuma per tappezzeria. Fornisce formulazioni adesive con caratteristiche di adesione forti e istantanee ed efficacia in condizioni estreme di temperatura e umidità., Nelle applicazioni di schiuma, l’uso di cloruro di metilene elimina la possibilità di cuciture dure e consente una pronta conformità ai requisiti di infiammabilità per i mobili imbottiti.

Il cloruro di metilene è utilizzato negli aerosol come solvente forte, un soppressore dell’infiammabilità, un depressore della pressione di vapore e un diluente di viscosità. Gli attuali usi aerosol del cloruro di metilene includono vernici spray e lubrificanti.
Il cloruro di metilene è un principale agente espandente ausiliario utilizzato nella produzione di schiume poliuretaniche flessibili slabstock per le industrie di mobili e biancheria da letto., Il cloruro di metilene è usato come estrattore nel recupero e nella purificazione di un’ampia varietà di materiali tra cui oli, grassi e cere. La sostanza chimica viene utilizzata per la decaffeinizzazione di caffè e tè, l’estrazione di oleoresina da una varietà di spezie e per l’estrazione del luppolo. Come per i rivestimenti per compresse, nel prodotto finito rimane poca o nessuna sostanza chimica.

Preparazione

Il cloruro di metilene è derivato dalla clorazione del metano durante la quale possono formarsi altri derivati del metano clorurato., Come stabilizzanti vengono aggiunti ossido di propilene, cicloesano e/o 2-metil-2-butene. La purezza dipende dalla quantità di idrocarburi C2 e superiori nel metano e dall’entità della clorazione. Piccole quantità di molti altri composti clorurati possono essere presenti. Il cloruro di metilene viene comunemente recuperato dai processi di estrazione e diversi gradi si trovano comunemente nel commercio. Il cloruro di metilene è stabile quando asciutto ma idrolizza in presenza di acqua.

Pericolo per la salute

Quando il cloruro di metilene entra nel corpo umano, colpisce la funzione cerebrale, come non essere in grado di concentrarsi., A livelli abbastanza alti, può smettere di respirare. A livelli più bassi, l’esposizione al cloruro di metilene provoca vertigini, affaticamento, mal di testa e nausea. Il cloruro di metilene si scompone in altre sostanze chimiche nel corpo, come il monossido di carbonio. Inoltre, il cloruro di metilene può spostare l’ossigeno nell’ambiente di un lavoratore a causa della sua alta pressione di vapore. Il contatto della pelle con il cloruro di metilene provoca bruciore e arrossamento della pelle.,

Incompatibilità

Il cloruro di metilene reagisce con forti ossidanti, sostanze caustiche, metalli chimicamente attivi come polveri di alluminio e magnesio, potassio, sodio e acido nitrico concentrato.

Proprietà fisiche

Un sinonimo comune per il cloruro di metilene è il diclorometano.
Il cloruro di metilene è un liquido incolore con un odore dolciastro.

La formula chimica per il cloruro di metilene è CH2Cl2 e il peso molecolare è 84,93 g/mol.
La pressione di vapore per il cloruro di metilene è 349 mmHg a 20 °C e ha un coefficiente di ottanolo/acqua (log K ow ) di 1,30.,
Il cloruro di metilene ha una soglia di odore di 250 parti per milione (ppm).
Il cloruro di metilene è leggermente solubile in acqua ed è non infiammabile.

Usi

Il cloruro di metilene è utilizzato prevalentemente come solvente in sverniciatori e sverniciatori; come solvente di processo nella produzione di farmaci, prodotti farmaceutici e rivestimenti di film; come solvente per la pulizia e la finitura dei metalli nella produzione di elettronica; e come agente nel soffiaggio di schiuma di uretano.
Il cloruro di metilene è anche usato come propellente negli aerosol per prodotti come vernici, prodotti automobilistici e spray per insetti.,
È usato come solvente di estrazione per oleoresine di spezie, luppolo e per la rimozione della caffeina dal caffè. Tuttavia, a causa della preoccupazione per il solvente residuo, la maggior parte dei decaffeinatori non utilizza più cloruro di metilene.
Il cloruro di metilene è anche approvato per l’uso come fumigante post-raccolta per cereali e fragole e come agente sgrassante per agrumi.

Preparazione

Il cloruro di metilene fu preparato per la prima volta da Regnault nel 1840 mediante la clorazione del cloruro di metile alla luce solare. Divenne una sostanza chimica industriale di importanza durante la seconda guerra mondiale., Due processi commerciali sono attualmente utilizzati per la produzione di cloruro di metilene-idroclorurazione del metanolo e clorazione diretta del metano (Rossberg et al., 1986; Holbrook, 1993).
Il metodo predominante di produzione di cloruro di metilene utilizza come primo passo la reazione di cloruro di idrogeno e metanolo per dare cloruro di metile. Il cloruro di metile in eccesso viene quindi miscelato con cloro e reagisce per dare cloruro di metilene, con cloroformio e tetracloruro di carbonio come co-prodotti., Questa reazione viene solitamente eseguita in fase gassosa termicamente, ma può anche essere eseguita cataliticamente o fotoliticamente. A bassa temperatura e alta pressione, il processo in fase liquida è in grado di fornire un’elevata selettività per il cloruro di metilene (Rossberg et al., 1986; Holbrook, 1993).
Il metodo di produzione più vecchio e attualmente meno utilizzato per il cloruro di metilene comporta la reazione diretta del metano in eccesso con il cloro ad alte temperature (400-500°C), o a temperature leggermente inferiori sia cataliticamente che fotoliticamente., Anche il cloruro di metile, il cloroformio e il tetracloruro di carbonio sono prodotti come co-prodotti (Rossberg et al., 1986; Holbrook, 1993).

La produzione mondiale di cloruro di metilene è aumentata da 93 mila tonnellate nel 1960 a una stima di 570 mila tonnellate nel 1980 (Edwards et al., 1982) e si ritiene che siano ancora diverse centinaia di migliaia di tonnellate. La produzione negli Stati Uniti ha registrato un calo costante dal 1981 al 1993, come dimostrano i seguenti dati (migliaia di tonnellate): 1981, 404; 1984, 275; 1987, 234; 1990, 209; 1993, 160 (Subito., 1994, 1997)., La quantità totale prodotta nell’Europa occidentale variava da 331 500 tonnellate nel 1986 a 254 200 tonnellate nel 1991 (OMS, 1996).

Pericolo per la salute

Il cloruro di metilene è usato prevalentemente come solvente. Gli effetti acuti (a breve termine) dell’inalazione di cloruro di metilene nell’uomo consistono principalmente in effetti sul sistema nervoso, tra cui una diminuzione delle funzioni visive, uditive e motorie, ma questi effetti sono reversibili una volta che l’esposizione cessa. Gli effetti dell’esposizione cronica (a lungo termine) al cloruro di metilene suggeriscono che il sistema nervoso centrale (SNC) è un potenziale bersaglio nell’uomo e negli animali., I dati umani sono inconcludenti per quanto riguarda il cloruro di metilene e il cancro. Gli studi sugli animali hanno indicato gli aumenti nel fegato e nel cancro del polmone e nei tumori benigni della ghiandola mammaria dopo l’inalazione del cloruro di metilene.

Reattività chimica

Reagisce vigorosamente con metalli attivi (litio, sodio, potassio) e con basi forti (terz-butossido di potassio) (Sax, 1984)

Usi industriali

Il cloruro di metilene è stato suggerito, e in effetti è già in uso commerciale, come sostituto degli agenti espandenti ausiliari del clorofluorocarburi. Il cloruro di metilene è altamente volatile (punto di ebollizione 39.,8°C) e inerte in miscele poliuretaniche. Tuttavia, il cloruro di metilene è un sospetto cancerogeno e ha altri effetti deleteri sui lavoratori esposti ad esso. Di conseguenza, la concentrazione di cloruro di metilene nell’aria all’interno di un impianto di schiuma deve essere mantenuta bassa. La Conferenza americana degli igienisti industriali governativi raccomanda che i lavoratori non siano esposti a più di 50 ppm della sostanza chimica, mentre il limite di esposizione ammissibile della Occupational Safety and Health Administration è di 500 ppm., Mantenere i livelli di cloruro di metilene in un impianto di schiuma al di sotto di 50 ppm può richiedere ulteriori apparecchiature di ventilazione, con un aumento dei costi associato. Inoltre, la sostanza chimica è un inquinante ambientale riconosciuto, ed entrambi i governi federali e statali stanno cominciando a limitare i rilasci della sostanza chimica dalle piante che lo impiegano., Pertanto, nel prossimo futuro, gli impianti che utilizzano cloruro di metilene come agente espandente ausiliario potrebbero dover affrontare la notevole spesa aggiuntiva di installare impianti di lavaggio o apparecchiature simili per rimuovere il cloruro di metilene dall’aria e/o altri gas scaricati dall’impianto. Inoltre, la California ha recentemente proposto che le emissioni di cloruro di metilene in quello stato siano soggette a una pesante tassa di “inquinamento”, e altri stati probabilmente seguiranno un percorso simile.

Esposizione potenziale

La principale via di esposizione umana al cloruro di metilene è l’inalazione di aria ambiente.,
L’esposizione professionale e dei consumatori al cloruro di metilene nell’aria interna può essere molto più alta, specialmente dalla verniciatura a spruzzo o da altri usi di aerosol. Le persone che lavorano in questi luoghi possono respirare la sostanza chimica o può venire a contatto con la pelle.
Il cloruro di metilene è stato rilevato in campioni di acque superficiali e sotterranee prelevati in siti di rifiuti pericolosi e in acqua potabile a concentrazioni molto basse.

stoccaggio

Prima di lavorare con il cloruro di metilene è necessario essere addestrati sulla sua corretta manipolazione e conservazione.,
Una zona regolamentata e contrassegnata dovrebbe essere stabilita dove il cloruro di metilene è trattato, usato o immagazzinato come richiesto dalla norma del cloruro di metilene dell’OSHA (29 CFR 1910,1052).
Il cloruro di metilene reagisce violentemente Con AGENTI OSSIDANTI(come PERCLORATI, PEROSSIDI PERMANGANATI CLORATI NITRATI CLORO, BROMO e FLUORO METALLI CHIMICAMENTE ATTIVI (come POTASSIO, SODIO MAGNESIO e ALLUMINIO) e BASI FORTI(come IDROSSIDO di SODIO e IDROSSIDO di POTASSIO).
Il cloruro di metilene non è compatibile con l’ossigeno liquido; Titanio e ammine.,
Conservare in contenitori ben chiusi in un luogo fresco e ben ventilato, lontano da metalli e Ligh.
Il cloruro di metilene attacca alcune forme di GOMMA PLASTICA e RIVESTIMENTI e corrode il ferro. alcuni ACCIAI INOSSIDABILI RAME e NICHEL in presenza di ACQUA.