الكلوروبرين (C4H5Cl) هو مركب صناعي يستخدم في إنتاج النيوبرين، وهي مادة متعددة الاستخدامات تستخدم في بدلات الغوص والحشيات والطلاءات الصناعية.
| اسم الأيوباك | 2-كلوروبوتا-1,3-دين |
| الصيغة الجزيئية | C4H5Cl |
| CAS رقم | 126-99-8 |
| المرادفات | 1-كلورو-2,3-بوتادين، كلوروبوتادين، 2-كلورو-1,3-بوتادين |
| إنتشي | إنتشي = 1S/C4H5Cl/c1-2-3-4-5/h2-4H,1H2 |
خصائص الكلوروبرين
صيغة الكلوروبرين
صيغة الكلوروبرين هي C4H5Cl. ويتكون من أربع ذرات كربون وخمس ذرات هيدروجين وذرة كلور واحدة. يمنح هذا التركيب الكيميائي الكلوروبرين خصائصه وتطبيقاته الفريدة في مختلف الصناعات.
الكتلة المولية للكلوروبرين
يتم حساب الكتلة المولية للكلوروبوتادين عن طريق إضافة الكتل الذرية لكل عنصر في صيغته. تبلغ الكتلة المولية للكلوروبوتادين حوالي 88.53 جرامًا لكل مول (جم / مول). هذه القيمة ضرورية لتحديد كمية الكلوروبوتادين اللازمة للتفاعلات الكيميائية.
نقطة غليان الكلوروبرين
تبلغ درجة غليان الكلوروبوتادين حوالي 59 درجة مئوية (138 درجة فهرنهايت). تمثل درجة الحرارة هذه النقطة التي يتغير عندها الكلوروبوتادين من السائل إلى الغاز عند تسخينه. تعتبر نقطة الغليان مهمة في العمليات الصناعية التي تتطلب تحويل الكلوروبوتادين إلى شكله الغازي.
نقطة انصهار الكلوروبرين
تبلغ درجة انصهار الكلوروبوتادين حوالي -135 درجة مئوية (-211 درجة فهرنهايت). درجة الحرارة هذه هي النقطة التي يتحول عندها الكلوروبوتادين الصلب إلى الحالة السائلة عند التسخين. تعتبر نقطة الانصهار مهمة في عمليات التصنيع حيث يجب صهر الكلوروبوتادين وتشكيله في أشكال مختلفة.
كثافة الكلوروبرين جم/مل
تبلغ كثافة الكلوروبوتادين حوالي 1.16 جرام لكل مليلتر (جم / مل). الكثافة هي مقياس الكتلة لكل وحدة حجم وتوفر معلومات حول ضغط المادة. تُستخدم كثافة الكلوروبوتادين لحساب حجم ووزن الكلوروبوتادين اللازم لتطبيقات محددة.
الوزن الجزيئي للكلوروبرين
يبلغ الوزن الجزيئي للكلوروبوتادين حوالي 88.53 جرامًا لكل مول (جم/مول). وهو مجموع الأوزان الذرية لجميع الذرات الموجودة في جزيء الكلوروبوتادين. الوزن الجزيئي أمر بالغ الأهمية لفهم سلوك المركب، مثل تفاعله وتفاعلاته مع المواد الأخرى.
هيكل الكلوروبرين
يحتوي الكلوروبوتادين على بنية تتكون من أربع ذرات كربون مرتبطة ببعضها البعض في سلسلة، مع ذرة كلور واحدة ورابطتين مزدوجتين مرتبطتين بذرة الكربون الثانية. وهذا الترتيب يعطي الكلوروبوتادين خصائصه المميزة، مثل مقاومته للحرارة والمواد الكيميائية والطقس.
ذوبان الكلوروبرين
الكلوروبوتادين قليل الذوبان في الماء ولكنه يذوب جيدًا في المذيبات العضوية مثل الأسيتون والبنزين. خصائصه القابلة للذوبان تجعله مناسبًا لمختلف التطبيقات بما في ذلك الطلاء والمواد اللاصقة وإنتاج المطاط الصناعي. يساعد فهم قابليته للذوبان في تحديد مدى توافقه مع المذيبات المختلفة والعمليات القائمة على المذيبات.
| مظهر | سائل عديم اللون |
| جاذبية معينة | 1.16 |
| لون | عديم اللون |
| يشم | لينة، مميزة |
| الكتلة المولية | 88.53 جرام/مول |
| كثافة | 1.16 جم/مل |
| نقطة الانصهار | -135 درجة مئوية (-211 درجة فهرنهايت) |
| نقطة الغليان | 59 درجة مئوية (138 درجة فهرنهايت) |
| نقطة فلاش | -17 درجة مئوية (1 درجة فهرنهايت) |
| الذوبان في الماء | ضعيف الذوبان |
| الذوبان | قابل للذوبان في المذيبات العضوية |
| ضغط البخار | 250 ملم زئبق عند 20 درجة مئوية |
| كثافة بخار | 3.08 (الهواء = 1) |
| pKa | ~7.4 |
| الرقم الهيدروجيني | حيادي |
سلامة ومخاطر الكلوروبرين
يشكل الكلوروبوتادين بعض مخاطر السلامة التي يجب أخذها في الاعتبار. من المهم التعامل مع الكلوروبوتادين بحذر واتباع احتياطات السلامة المناسبة. الاتصال المباشر مع الكلوروبوتادين يمكن أن يسبب تهيج الجلد والعين، لذلك يجب ارتداء معدات الحماية مثل القفازات والنظارات الواقية. قد يؤدي استنشاق بخار الكلوروبوتادين إلى تهيج الجهاز التنفسي، مما يتطلب تهوية كافية. الكلوروبوتادين مادة قابلة للاشتعال ويمكن أن تشكل مخاليط متفجرة مع الهواء. ولذلك يجب تخزينها والتعامل معها بعيدًا عن اللهب المكشوف ومصادر الاشتعال. ومن المهم أيضًا التخلص من نفايات الكلوروبوتادين وفقًا للوائح المناسبة لمنع التلوث البيئي.
| رموز الخطر | قابلة للاشتعال، مهيجة، خطر على الصحة |
| وصف الأمان | سائل قابل للاشتعال. ضار إذا ابتلع أو استنشق. يسبب تهيج الجلد والعين. التعامل مع الودائع. استخدم التهوية الكافية ومعدات الحماية الشخصية. يُحفظ بعيداً عن مصادر الاشتعال. التخلص من النفايات بشكل صحيح. |
| أرقام تعريف الأمم المتحدة | أ 1991 |
| رمز النظام المنسق | 2902.41.0000 |
| فئة الخطر | الفئة 3 (السوائل القابلة للاشتعال) |
| مجموعة التعبئة | جنرال الكتريك الثاني |
| تسمم | سامة إلى حد ما |
طرق تصنيع الكلوروبرين
تعد كلورة 1.3- بوتادين ، وهو غاز عديم اللون ناتج عن معالجة البترول، هي الطريقة الأساسية لتصنيع الكلوروبوتادين. يتضمن هذا التفاعل، الذي يحدث عند درجات حرارة تتراوح من 20 إلى 50 درجة مئوية، استبدال ذرات الكلور بذرات الهيدروجين على جزيء البيوتاديين . عادة، يستخدم الباحثون المحفزات مثل الحديد أو كلوريد الألومنيوم لتسهيل التفاعل. نتيجة هذه العملية هو تكوين الكلوروبوتادين.
يعد الانحلال الحراري للأيزوبرين، وهو مونومر سائل يتم الحصول عليه أثناء معالجة المطاط الطبيعي، طريقة أخرى لتصنيع الكلوروبوتادين. تتضمن هذه العملية تسخين الأيزوبرين إلى درجات حرارة عالية، عادة ما تكون أعلى من 600 درجة مئوية، في وجود محفز، مثل كلوريد الألومنيوم أو ثلاثي فلوريد البورون. تتسبب الحرارة والمحفز في تحلل جزيئات الأيزوبرين، مما يؤدي إلى تكوين الكلوروبوتادين.
بشكل عام، تظل كلورة البوتادين هي الطريقة الأكثر استخدامًا لتصنيع كلورو البيوتادين نظرًا لفعاليتها من حيث التكلفة وكفاءتها. ومع ذلك، تتطلب كلتا الطريقتين معالجة دقيقة واستخدام تدابير السلامة المناسبة بسبب الطبيعة الخطرة للمواد الكيميائية المعنية.
استخدامات الكلوروبرين
للكلوروبوتادين تطبيقات مختلفة في صناعات مختلفة بسبب خصائصه الفريدة. وهذه بعض استخداماته:
- إنتاج النيوبرين: يعد الكلوروبوتادين مكونًا رئيسيًا في صناعة النيوبرين، وهو مطاط صناعي متعدد الاستخدامات. تستخدم بدلات الغوص والقفازات والأحذية وغيرها من المنتجات المقاومة للماء مادة النيوبرين على نطاق واسع.
- الطلاءات الصناعية: توفر الطلاءات المعتمدة على الكلوروبوتادين مقاومة ممتازة للمواد الكيميائية والزيوت والطقس. تستخدم تطبيقات مثل بطانات الخزانات والأحزمة الناقلة ومكونات السيارات هذه الطلاءات.
- المواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب: توفر المواد اللاصقة والمواد المانعة للتسرب من الكلوروبوتادين خصائص ترابط قوية ومرونة. تستخدمها عادةً صناعات البناء والسيارات والفضاء لربط المواد المختلفة.
- العزل الكهربائي: يستخدم في إنتاج الكابلات والأسلاك والموصلات الكلوروبوتادين بسبب خصائصه العازلة للكهرباء. يوفر الحماية ضد الرطوبة والحرارة والإجهاد الميكانيكي.
- الحشيات والحلقات الدائرية: إن مرونة الكلوروبوتادين ومقاومته للمواد الكيميائية تجعله مناسبًا لتصنيع الحشيات والحلقات الدائرية المستخدمة في التطبيقات الميكانيكية والسيارات.
- الأحزمة والخراطيم: يستخدم المصنعون الكلوروبوتادين في إنتاج الأحزمة والأنابيب بسبب مقاومته للتآكل والحرارة والزيوت، مما يضمن المتانة والموثوقية.
- الرياضة والترفيه: تُستخدم مواد الكلوروبوتادين في السلع الرياضية مثل القفازات وبدلات الغوص ومعدات الحماية، مما يوفر الراحة والمرونة ومقاومة الماء.
- التطبيقات البحرية: مقاومة الكلوروبوتادين للمياه المالحة والطقس تجعله مثاليًا للتطبيقات البحرية مثل مصدات القوارب ومصدات الرصيف والهياكل تحت الماء.
- المنتجات الطبية: توفر قفازات الكلوروبوتادين والمنتجات الجراحية حاجزًا ضد الملوثات، مما يجعلها ذات قيمة في أماكن الرعاية الصحية.
يساهم تعدد استخدامات الكلوروبوتادين وخصائصه المرغوبة في استخدامه على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مما يلبي مجموعة من التطبيقات والمتطلبات.
أسئلة:
س: ما هو الكلوروبرين؟
ج: الكلوروبوتادين هو مركب اصطناعي يستخدم في إنتاج النيوبرين، وهي مادة متعددة الاستخدامات لها تطبيقات في صناعات مختلفة مثل تصنيع المطاط والطلاء والمواد اللاصقة.
س: هل يسبب الكلوروبرين السرطان؟
ج: ارتبط التعرض لفترة طويلة للكلوروبوتادين بزيادة خطر الإصابة ببعض أنواع السرطان، بما في ذلك سرطان الرئة والكبد، وذلك بناءً على الدراسات التي أجريت على الحيوانات. الدراسات البشرية محدودة ولكنها تشير إلى وجود تأثير مسرطن محتمل.
س: ما هو الكلوروبرين المستخدم؟
ج: يُستخدم الكلوروبوتادين في إنتاج النيوبرين، والذي يُستخدم بعد ذلك في منتجات مثل بدلات الغوص والحشيات والمواد اللاصقة والطلاءات والعوازل الكهربائية ومختلف التطبيقات الأخرى التي تتطلب خصائصه الفريدة.
س: ما هو مطاط الكلوروبرين؟
ج: مطاط الكلوروبرين، المعروف أيضًا باسم بولي كلوروبرين أو CR، هو نوع من المطاط الصناعي المشتق من الكلوروبرين. إنه يتمتع بمقاومة ممتازة للحرارة والمواد الكيميائية والطقس، مما يجعله مناسبًا لمختلف التطبيقات الصناعية.
س: أين تقع مصانع الكلوروبرين في الولايات المتحدة؟
ج: تقع مصانع الكلوروبوتادين في الولايات المتحدة في Pontchartrain Works بولاية لويزيانا، وتديرها شركة Denka Performance Elastomer LLC.
س: هل الكلوروبرين قابل للتحلل؟
ج: الكلوروبوتادين ليس قابلاً للتحلل البيولوجي بسهولة كما أن تحلله في البيئة بطيء. يمكن أن يستمر لفترة طويلة ويحتمل أن يؤثر على النظم البيئية.
س: ما هو استخدام مطاط الكلوروبرين؟
ج: يستخدم مطاط الكلوروبرين في إنتاج منتجات مثل الخراطيم والأحزمة والكابلات والحشيات والحلقات الدائرية وغيرها من التطبيقات التي تتطلب المتانة والمرونة والمقاومة للمواد الكيميائية والزيوت.
س: كيف يتم تحويل الكلوروبرين إلى متعدد الكلوروبرين؟
ج: يمكن بلمرة الكلوروبوتادين لتكوين بولي كلوروبرين (CR) من خلال عملية تسمى بلمرة الجذور الحرة، والتي تتضمن استخدام البادئات وظروف التفاعل المناسبة.
س: أين يمكن شراء بالونات الكلوروبرين العملاقة؟
ج: يمكن شراء بالونات كلوروبوتادين الضخمة من متاجر مستلزمات الحفلات المختلفة، أو تجار التجزئة عبر الإنترنت، أو موردي البالونات المتخصصين.