مورفولین

ماده شیمیایی مورفولین (C4H9NO) قابلیت انحلال با حلال های آب و آلی را دارد. ترکیب حاصل از انحلال مورفولین در آب ترکیبی است که فاقد نقطه جوش ثابت است. این ماده یک ترکیب شیمیایی آلی با فرمول مولکولی O (CH2CH2) 2NH می باشد. این نوع ترکیب از نوع هتروسیکل بوده و در ساختار خود دارای خواص دو گروه عملکردی آمین و اتر است.

ویژگی های مورفولین

قدرت حلالیت این ترکیب بسیار زیاد است، به گونه ای که خود حلال مناسبی برای ترکیبات آلی همچون رزین، واکس، رنگ و .. است. همچنین مورفولین نوعی ماده شیمیایی است که فراریت بالایی داشته و ارگانیک است. این نوع ترکیب هتروسیکل بوده و از ترکیب آمین و واتر به وجود می آید.

مورفولین یک ترکیب با خاصیت بازی است و وجود این خاصیت به دلیل حضور گروه آمینی در ساختار این ترکیب می باشد و اسید کونژوگه این ترکیب مورفولینیوم نام دارد. برای نمونه مخلوط این ماده با هیدروکلریک اسید (اسید قوی که جوهر نمک نام دارد) نمک کلرید مورفولینیوم را تشکیل می دهد. این ترکیب یک ترکیب هیدورسیکلیک ساده است.

همواره این ترکیب از اهمیت کاربردی و صنعتی قابل توجهی برخوردار است. چنین ترکیبی همواره بی رنگ و دارای بوی شبیه به بوی ماهی است که تماس این ماده با بافت های انسان سبب سوزش آن ها می شود. چگالی آب از چگالی این ترکیب بیشتر است. در حالی که بخار آن از بخار هوا بسیار سنگین تر است. این ترکیب در تهیه و تولید مواد شیمیایی زیادی به عنوان مهار کننده خورندگی و همچنین در دترجنت ها کاربرد گسترده ای دارد.

این ترکیب از نظر شیمیایی یک آمینو اتر با پایداری بسیار زیاد به شمار می رود. بخار ناشی از این ترکیب می تواند با آب یک مخلوط انفجاری را تشکیل دهد. هنگام واکنش این ترکیب با اسید معدنی نمک تولید می شود که می تواند با اسید های آلی به خوبی واکنش دهد تا آمید یا نمک تولید کند. به طور کلی این نوع حلال به عنوان آمین خنثی کننده شناخته می شود.

جهت تولید و تشکیل این ترکیب روش های گوناگونی وجود دارد. یکی از رایج ترین این روش ها هیدروژناسیون دی اتانول آمین در حضور کاتالیزور اسیدی می باشد. از مورفولین به عنوان بازدارنده خورندگی در سیستم های مربوط به یگ بخار استفاده می شود. یکی دیگر از موارد استفاده این ترکیب، به کار بردن آن به عنوان مانع خورندگی در صنایع گاز طبیعی و خط های لوله می باشد.

از این ترکیب می توان در از بین بردن دی اکسید کربن، سیانید هیدروژن و سولفید هیدروژن موجود در گاز استفاده کرد. این ماده عمدتا به عنوان آمین برای شست و شوی گوگرد آلی، در ترکیب نفت و آمین به دلیل تصفیه استیلن و الفین های خاص و ویژه به کار می رود. این ماده می تواند به راحتی در موادی همچون بنزن، اتر، پنتان، متانول، تترا کلرید کربن، پروپیلن گلایکول و سایر حلال ها حل شود.

نحوه عملکرد ترکیب مورفولین

بیشترین واکنش های مورفولین مربوط به قسمت آمینی آن است. در حالی که قسمت اتری این ماده غالبا غیر فعال است. این ترکیب به دلیل داشتن گروه عاملی آمین در ساختار خود، دارای خاصیت بازی بوده که این خاصیت بازی به دلیل وجود یون های H+ است. نقطه احتراق این ترکیب 100 درجه فارنهایت است که چگالی آن نیز حدود 1.007 گرم بر سانتی متر مکعب است. وزن فرمولی (جرم مولکولی) این ترکیب عبارت است از 87.1 گرم بر مول.

انواع ترکیب مورفولین

در فرایند سنتز آلی از این ترکیب به طور قابل توجهی استفاده می شود. انواع این ترکیب عبارت است از گرید صنعتی و خوراکی که در ادامه در مورد این دو گرید توضیحات بیشتری به اشتراک گذاشته شده است.

• گرید خوراکی این ترکیب: این ترکیب نوعی خوراکی است که دارای مجوز FDA از سازمان غذا و دارو برای پوشش میوه و سبزیجات است. در صنایع غذایی از مورفولین خوراکی به عنوان نوعی افزودنی برای از بین بردن آلودگی از دیگ بخار استفاده می شود.
• گرید صنعتی این ترکیب: نوع صنعتی این ترکیب در تهیه و تولید انواع گوناگون مواد شیمیایی همچون آنتی اسکالانت و ضد خوردگی و بایو ساید و غیره به کار می رود.

نکات ایمنی و خطرات ترکیب مورفولین

به هنگام کار با این ترکیب باید از دستکش استفاده کرد تا از تماس این ماده شیمیایی خطرناک با پوست جلوگیری شود. برای محافظت از چشم در برابر این ماده باید از عینک مخصوص آزمایشگاهی استفاده شود. در صورت تماس این ترکیب با چشم ها باید سریعا چشم ها را با آب به مدت 15 الی 20 دقیقه شست و شو داد. بخارات ناشی از این ترکیب بسیار سمی و خطرناک است و لذا برای جلوگیری از استشمام بخارات این ترکیب باید از تهویه مناسب محیط مطمئن بود و همچنین باید از ماسک استفاده شود. اگر این ترکیب توسط فردی بلع شود نباید آن فرد استفراغ کند، چرا که مورفولین همواره دارای طبیعتی سوزاننده است که استفراغ این ترکیب سبب تخریب مخاط، گلو، دهان و مری می شود. در صورت بروز چنین مشکلی باید سریعا فرد حادثه دیده را به نزدیک ترین مراکز درمانی منتقل کرد.

صنایعی که ترکیب مورفولین در آن ها کاربرد مهم و گسترده ای دارد:

• از این ترکیب در تهیه و تولید لاستیک هایی با استحکام و خاصیت کششی بالا استفاده می شود.
• استفاده از ترکیب مورفولین در تولید و عرضه روشنایی های نوری.
• به کار بردن این ترکیب در تولید انواع واکس و پولیش.
• استفاده از این نوع ماده در تولید باکتری کش و مواد شیمیایی دارویی.
• به کاربردن این ترکیب شیمیایی به عنوان آنتی اکسیدان قوی جهت روان کردن گریس نساجی و نفت.
• استفاده از این ترکیب در صنایع تولید کننده مواد ضد عفونی کننده.

کاربرد مورفولین در صنایع تولید انواع لاستیک

یکی از کاربرد های گسترده مورفولین، استفاده از آن به عنوان واسطه در تولید شتاب دهنده های مورد استفاده در صنایع تولید انواع لاستیک ها است.  جهت افزایش میزان ولکانیزاسیون (vulcanization) لاستیک ها، شتاب دهنده ها قبل از تهیه و تولید به لاستیک ها اضافه می شوند. این شتاب دهنده ها نقش بسزایی در ولکانیزاسیون لاستیک ها دارند.

استفاده از مورفولین به عنوان کاتالیست

در فرایند های مربوط به کندانسیون آلدهید ها و کتون هایی که شامل گروه متیل یا متیلن هستند از این ترکیب به عنوان کاتالیست استفاده می شود. محصولات ناشی از فرایند کندانسیون ممکن است هیدروژنه شده باشند. همچنین این محصولات می توانند به ترکیبات پلی هیدروکسی سولفاته شده تبدیل شوند. مقادیر بسیار کمی از ترکیب مورفولین می تواند در امولسیون پلیمریزاسیون مونومر ها همانند ایزوپرن و بوتادین به کار رود. از این ترکیب می توان به عنوان مهارکننده پلیمریزاسیون حساس به حرارت و دما استفاده کرد.

به کار بردن مورفولین به عنوان بازدارنده خورندگی

این ترکیب به طور گسترده می تواند به عنوان یک آمین خنثی کننده جهت جلوگیری از خوردگی ناشی از کربنیک اسید در سیستم های بویلر بخار به کار رود. مورفولین زمانی به حالت مایع تبدیل می شود که به همراه بخار موجود در سیستم تبخیر شود. به همین دلیل باعث حفاظت و نگهداری از خطوط می شود. بخارات ناشی از این ترکیب منجر به جلوگیری از خوردگی نقره و سایر فلزات علیه خوردگی و تیرگی سطوح آن ها به وسیله اسید هایی مانند هیدروژن سولفید و سولفور دی اکسید می شود.

 استفاده از مورفولین به عنوان عامل تفکیک کننده (عامل جداساز)

وجود خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد در مورفولین موجب شده تا از این ترکیب به عنوان یک ماده شیمیایی مفید در انواع فرایند های جداسازی استفاده شود. به دلیل وجود تفاوت در میزان حلالیت متیل آمین های موجود در ساختار آن باعث ایجاد روش استخراجی متداول برای تفکیک بخار های آمین شده است. اضافه کردن این ترکیب به مخلوط های هیدروکربنی شامل استایرن سبب تفکیک استایرن خالص به وسیله تقطیر آزئوتروپیک شده است. محققان و متخصصان بعد از تحقیقات زیاد به این نتیجه رسیده اند که می توان از مورفولین نسبت به ترکیبات آمین برای تصفیه و خالص سازی ترکیبات گوگردی از سوخت گازی استفاده کرد. همچنین این ترکیب در خالص سازی استیلن و اولفین های خاص و ویژه کاربرد گسترده و ویژه ای دارد.

مورفولین به عنوان عامل فعال کننده سطح و امولسیفایر های وکس

 فعل و انفعالات این ترکیب با اسید های چرب سبب تولید ترکیبات صابونی با خاصیت های امولسی کننده عالی می شود.

 صابون های پرچرب و روغنی امولسیفایر های خاص و ویژه ای هستند که در فرمولاسیون پولیش ها و وکس ها از آن ها استفاده های زیادی می شود. یکی از فواید مهم و گسترده امولسیون های تشکیل شده بر پایه مورفولین، تشابه نقطه جوش آن ها با مورفولین و آب است. پیوند اسید چرب و مورفولین پیوندی ضعیف بوده و به سرعت شکسته می شود.

به همین دلیل نیز ترکیبات مورفولین با سرعتی مشابه با سرعت تبخیر آب بخار می شوند. محصولات ناشی از واکنش مورفولین و دانه های روغنی می توانند به عنوان عامل امولسیون کننده یا عامل پراکنده ساز شناخته شوند. نمودار تغییرات نقطه احتراق، نقطه منجمد شدن و دانسیته (گرانروی) مورفولین بر اساس درصد وزنی مختلف محلول های آبی به ترتیب در نمودار های (A)، (B) و (C) به اشتراک گذاشته شده است.

کاربرد گسترده مورفولین در حوزه ها و صنایع مختلف

این ترکیب در حالت کلی یک افزودنی است که در غلظت ppm برای تنظیم میزان اسیدیته یا بازی بودن (میزان PH) در سوخت های فسیلی و سیستم های دیگ بخار موجود در نیروگاه های هسته ای و همچنین انواع گوناگون بویلر ها به کار می رود. به دلیل هماهنگی نوسان بین مورفولین و آب، هنگامی این ترکیب به آب افزوده می شود غلظت آن در هر دو فاز آب و بخار به میزان یکسان و یکنواخت توزیع و پخش می شود. به همین دلیل از این ترکیب در سراسر کارخانجات بخار جهت جلوگیری و حفاظت از انواع خوردگی  استفاده می شود.

الف) در علم پزشکی و داروسازی از این ترکیب استفاده های زیادی می شود از جمله این استفاده ها عبارت اند از: ضد درد، بیهوشی موضعی، تحریک کننده های تنفسی و عروقی، آرام بخش و ساخت و تولید انواع دارو.

ب) از مورفولین در فرایند های تولید و ساخت سفید کننده های اپوکسی، لاستیک ها، آفت کش ها، پوشش ها و سایر صنایع نیز به عنوان یک ماده افزودنی استفاده می شود.

پ) این ترکیب نوعی مونومر محلول در آب است که به آن اسید اکریلیک نیز گفته می شود که همواره به صورت محلول در آب بعد از فرایند پلیمریزاسیون باقی می ماند. همچنین از این ترکیب می توان برای اصلاح پلیمر های آبی استفاده کرد. از مورفولین اکریلیک می توان به عنوان یک رقیق کننده واکنشی برای رزین های ضد اشعه آفتاب یعنی UV استفاده کرد.

ت) از این ترکیب جهت بازگشت بخار مبرد خطوط سیستم های دیگ بخار، به جهت مبارزه با خوردگی اسید کربنیک استفاده زیادی می شود.

ث) یکی دیگر از کاربرد های وسیع این ترکیب، استفاده از آن به عنوان یک جز در قارچ کش ها و آفت کش های کشاورزی جهت از بین بردن میکروب ها و باکتری ها می باشد.

ج) از این ترکیب در تصفیه آب با روش های گوناگون استفاده زیادی می شود.

چ) در صنایع شوینده و بهداشتی از مورفولین به عنوان یک مهارکننده خورندگی استفاده می شود.

ح) از مهم ترین و گسترده ترین کاربرد های این ترکیب می توان به کاربرد آن در صنعت کشاورزی به عنوان محافظ و پوشش انواع میوه ها در برابر آفات، حشرات و آلودگی های قارچی اشاره کرد.

خ) این نوع ماده می تواند به عنوان یک ماده شیمیایی پرکاربرد در فرایند های تفکیک مواد مختلف به کار رود.

د) در فرایند تهیه و تولید ترکیب متانول از مورفولین استفاده می شود.

ذ) این ترکیب می تواند به عنوان آنتی اکسیدان در تهیه و تولید انواع روغن های روانکار به کار رود.

ر) از رایج ترین کاربردهای مورفولین، می توان به استفاده از آن در صنایع نساجی جهت تولید و ساخت روغن پارچه اشاره کرد.

ز) امروزه از این ترکیب شیمیایی به عنوان سنسور دما و حرارت جهت مهار و کنترل پلیمریزاسیون استفاده زیادی می شود. همچنین این ترکیب در ایجاد انواع رنگ ها کاربرد بسیار زیادی دارد.

ژ) طبق گفته های قبلی، واکنش مورفولین با اسید های چرب موجب تولید ترکیبات صابونی با خاصیت امولسیون می شود.