متیل استات چیست و چه کاربردی دارد؟
متیل استر اسید استیک یا متیل استات(Methyl acetate) یک ترکیب شیمیایی آلی با فرمول شیمیایی C₃H₆O₂ است که به‌صورت مایعی بی‌رنگ، فرار و با بوی خوشایند شبیه میوه شناخته میشود. این ماده از دسته استرها به‌شمار می‌رود و به دلیل نقطه جوش پایین و حلالیت مناسب در بسیاری از ترکیبات آلی، در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارد.
متیل استات (Methyl acetate) یا CH₃COOCH₃ در واقع استرِ اسید استیک و متانول به حساب میاد… یعنی وقتی اسید استیک با متانول واکنش استری شدن میده، متیل استات ساخته میشه.
| عنوان | مشخصات |
|---|---|
| نام ماده شیمیایی | متیل استات |
| نام لاتین | Methyl acetate |
| نام‌های دیگر | Methyl ethanoate, Acetic acid methyl ester |
| فرمول شیمیایی | C₃H₆O₂ |
| جرم مولی (Molar mass) | ≈ 74.08 g·mol⁻¹ |
| CAS Number | 79-20-9 |
| ظاهر | مایع بی‌رنگ |
| بو | معمولاً شیرین/میوه‌ای |
| چگالی (در ~20°C) | ≈ 0.93–0.96 g·cm⁻³ (مقادیر مرجع مختلف اندکی متفاوت‌اند) |
| نقطه ذوب | ≈ −98 °C |
| نقطه انجماد | ≈ −98 °C |
| نقطه جوش | ≈ 56–58 °C (در فشار اتمسفریک) |
| حلالیت در آب | محدود تا متوسط — قابل اختلاط با بسیاری از حلال‌های آلی (مقدار دقیق وابسته به دما) |
| فشار بخار (حدود، در 20°C) | نسبتاً بالا — تبخیرپذیری زیاد (مقادیر عددی در منابع مختلف متفاوت است) |
| نقطه اشتعال (Flash point) | منفی تا نزدیک صفر °C (مقادیر مرجع مختلف؛ معمولاً بسیار پایین و قابل اشتعال) |
| کاربردهای عمومی | حلال در رنگ‌ها، لاک، رزین‌ها، چسب‌ها، استخراج‌های آلی و صنایع شیمیایی |
انواع متیل استات
- متیل استات گرید C 80/20T
- متیل استات ۸۵٪
- متیل استات ۹۰٪
- متیل استات ۹۵٪
- متیل استات ۹۹٫۵٪
اسامی رایج متیل استات
- متیل استیک استر (Methyl acetic ester)
- متیل اتانوآت (Methyl ethanoate)
- استیک اسید متیل استر (Acetic acid methyl ester)
- استات دو متیل (Acetate de methyle)
- متیل استر (Methyl ester)
- متایل (Metile)
- اوکتان متیلو (Octan Metylu)
- دووتون (Devoton)
- ترتون (Tereton)
- مئو‌اک (MeOAc)
فرایند تولید متیل استات
بصورت کلی سه روش تولید متیل استات وجود دارد:
- استریفیکاسیون
- فرآیند صنعتی
- کربونیلاسیون متانول
ما در ادامه سه روش تولید متیل استات را با هم بررسی خواهیم کرد.
1- استریفیکاسیون
همان طور که بالاتر هم اشاره کردیم، متیل استات معمولاً از واکنش اسید استیک (CH₃COOH) با متانول (CH₃OH) در حضور یک کاتالیزور اسیدی تولید میشود:
واکنش اسید استیک + متانول → متیل استات + آب
این واکنش در واقع استریفیکاسیون نام دارد که یک فرآیند تعادلی است و در واقع اصلی ترین روش برای تولید این ماده شیمیایی در آزمایشگاه ها و حتی در مقیاس های کوچک صنعتی محسوب میشود.
2- فرایند صنعتی
در واقع این روش همون واکنش استریفیکاسیون هست، ولی در صنعت به شکل پیوسته و بهینه‌سازی‌شده انجام میشه و فرق عمدش با روش استریفیکاسیون در شرایط و تجهیزات حرفه ای است. در ادامه بصورت مختصر مراحل این روش را بررسی می‌کنیم.
- اختلاط مواد اولیه: متانول و اسید استیک در نسبت استوکیومتری یا کمی اضافی از یکی (معمولاً متانول) وارد راکتور می‌شوند.
- کاتالیزور: برای سرعت‌بخشیدن به واکنش از اسید سولفوریک (H₂SO₄) یا کاتالیزورهای اسیدی جامد استفاده میشود.
- تشکیل محصول: واکنش در دمای حدود 50–100 °C انجام میشود و متیل استات + آب تولید می‌کند.
- جداسازی آب: چون واکنش برگشت‌پذیر است، برای افزایش بازده باید آب تولیدی را به‌طور مداوم جدا کرد (مثلاً با تقطیر آزئوتروپ یا استفاده از جاذب‌ها).
- خالص‌سازی: محصول نهایی (متیل استات) به کمک تقطیر جزء به جزء از باقیمانده متانول و اسید استیک جدا و خالص‌سازی میشود.
3. روش کربونیلاسیون متانول
در این روش متانول با مونوکسید کربن (CO) در حضور کاتالیزورهای فلزی واکنش میده و مستقیماً متیل استات تولید میشود. توجه کنید که این مسیر از مسیر استریفیکاسیونه متفاوته و بعضی صنایع بزرگ برای صرفه‌جویی یا یکپارچگی با سایر فرآیندهای شیمیایی (مثل تولید اسید استیک و استرها) ازش استفاده می‌کنند.
کاربردهای متیل استات
در ادامه این مطلب از شیمی داکس قصد داریم تا مهمترین کاربردهای متیل استات را با هم بررسی کنیم.
1. استفاده به‌عنوان حلال صنعتی
متیل استات همان طور که گفتیم، به‌عنوان یک حلال پرکاربرد در صنعت رنگ و رزین، به ویژه در تولید رنگ‌های لاکی و پوشش‌دهنده‌هایی که سرعت خشک شدن بالایی دارند، استفاده میشود. این حلال در تولید رنگ‌های خودرو، رنگ‌های آئروسل، پوشش‌های پلی اورتان، پوشش‌های مبلمان و لوازم چوبی و حتی پوشش‌های صنعتی هوافضا کاربرد دارد.
پوشش‌دهنده‌های مبلمان معمولاً ترکیبی از لاک‌های آکریلیک یا نیتروسلولزی و حلال‌هایی با نرخ تبخیر متفاوت هستند. متیل استات به‌عنوان حلال فرار و فعال در این فرمول‌ها عمل می‌کند و سرعت تبخیر آن با ترکیب شدن با حلال کمکی (Co-solvent) کنترل میشود تا رنگ به آرامی خشک شده و جریان‌پذیری مناسب داشته باشد. در برخی فرمولاسیون‌ها، متانول به‌عنوان حلال کمکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
متیل استات با خلوص بالا، معروف به حلال گرید اورتان است و در تولید پوشش‌های حساس به رطوبت پلی اورتان (K2) کاربرد دارد که معمولاً بر روی سطوح فلزی و پلاستیکی استفاده می‌شوند.
2. تولید رنگ و پوشش‌ها
در صنایع رنگ‌سازی، متیل استات به‌عنوان یک حلال مؤثر برای تنظیم ویسکوزیته و افزایش سرعت خشک شدن رنگ‌ها به کار می‌رود. این ویژگی باعث میشود رنگ‌ها سریع‌تر خشک شوند و سطحی صاف و یکنواخت ایجاد کنند.
3. کاربرد در صنایع دارویی و آرایشی
متیل استات در صنایع دارویی و آرایشی کاربرد گسترده‌ای دارد و به‌عنوان حلال در تولید داروها، عطرها، اسپری‌ها، کرم‌ها و محصولات مراقبت شخصی استفاده میشود. فرّار بودن این ترکیب باعث میشود رایحه‌ها ماندگاری بهتری داشته باشند و مواد فعال سریع‌تر جذب شوند، در حالی که سرعت تبخیر مناسب آن، فرآیند تولید را آسانتر می‌کند.
4. نقش در سنتز مواد شیمیایی
متیل استات به‌عنوان یک ماده واسطه در سنتز بسیاری از ترکیبات شیمیایی، به‌ویژه در تولید استات‌ها و حلال‌های تخصصی دیگر کاربرد دارد. این موضوع اهمیت آن را در زنجیره تولید مواد شیمیایی افزایش داده است.
5. سایر کاربردها
- تولید انواع چسب و درزگیر: از متیل استات در ساخت چسب‌های فوری، چسب‌های وینیل، فرمولاسیون چسب مبلمان، کفش و کف‌پوش‌های صنعتی استفاده میشود.
- ساخت انواع تینر و رقیق‌کننده‌ها: این ماده به‌عنوان تینر در رنگ‌ها و جوهرهای چاپ صنعتی به کار می‌رود.
- صنعت نساجی و مراقبت از پارچه: در فرآیند تکمیل نساجی برای بهبود کیفیت و دوام پارچه‌ها استفاده میشود.
- صنایع چرم و مبلمان: برای تولید چرم مصنوعی، فوم‌های پلیمری و پوشش‌های چرمی از متیل استات به‌عنوان حلال کمک گرفته میشود.
- کشاورزی و سنتز مواد شیمیایی: به‌عنوان حلال فرآیندی در تولید مواد شیمیایی کشاورزی و سنتز ترکیبات آلی کاربرد دارد.
- پاک‌کننده‌های صنعتی و الکترونیکی: در تولید محلول‌های پاک‌کننده رنگ‌پاش‌ها، جوهر پرینتر، وسایل الکترونیکی و دستمال‌های صنعتی استفاده میشود.
- صنعت باتری‌سازی و الکترونیک: به‌عنوان حلال چربی و عامل تمیزکننده در مراحل اولیه ساخت باتری‌های لیتیومی و قطعات الکترونیکی کاربرد دارد.
- صنایع غذایی: در مقیاس محدود به‌عنوان طعم‌دهنده و همچنین در بسته‌بندی مواد غذایی استفاده میشود.
- صنایع شوینده: در فرمولاسیون برخی پاک‌کننده‌ها و شوینده‌های خاص به کار می‌رود.
- افزودنی در سوخت و الکترولیت باتری: به‌عنوان افزودنی در سیستم‌های سوخت و همچنین حلال در الکترولیت‌های باتری‌ها استفاده میشود
جایگزین های متیل استات
- اتیل استات (Ethyl acetate): پرکاربردترین جایگزین متیل استات، با خواص مشابه و بوی میوه‌ای.
- تولوئن (Toluene): حلال آلی قدرتمند، ولی با سمیت بالاتر نسبت به استرها.
- بوتیل استات (Butyl acetate): حلالی با تبخیر کندتر که در رنگ‌ها و پوشش‌ها استفاده میشود.
- ایزوپروپانول (Isopropanol, IPA): حلال متداول در صنایع دارویی، رنگ و پاک‌کننده‌ها.
- متانول (Methanol): بسته به کاربرد می‌تواند جایگزین جزئی باشد، اما سمیت بالاتری دارد.
- استون (Acetone): حلال بسیار فرّار و قوی برای رزین‌ها و پلیمرها.
