نقش متانول در زندگی روزمره (محصولات رایج حاوی متانول)

مقدمه

متانول به عنوان ماده شیمیایی پایه در صنایع مختلف ، نقشی مهمی در زندگی روزمره ما و صنایع ایفا می‌ کند. این الکل بی رنگ که با نام الکل چوب یا متیل الکل نیز شناخته می ‌شود ، در بسیاری از محصولات و مواد رایجی که ما هر روز استفاده می ‌کنیم یا با آن ‌ها سر و کار داریم وجود دارد. از سوخت برخی وسایل نقلیه گرفته تا پلاستیک های موجود در اقلام خانگی ، نفوذ متانول گسترده است. بسیاری از مردم نمی دانند که چقدر مکرر در فعالیت های روزمره خود با متانول یا مشتقات آن تماس دارند.

متانول چیست؟

متانول ساده ‌ترین نوع الکل است و فرمول شیمیایی آن CH₃OH می باشد. این ترکیب از یک اتم کربن تشکیل شده که به سه اتم هیدروژن و یک گروه هیدروکسیل متصل است. بر خلاف اتانول (الکل موجود در نوشیدنی های الکلی) ، متانول برای انسان به شدت سمی است و نوشیدن آن ایمن نیست. در گذشته متانول را الکل چوب می نامیدند و زمانی از تقطیر مخرب چوب آن را تولید می کردند. امروزه عمدتاً از طریق فرآیندهای صنعتی که شامل گاز طبیعی است تولید می شود. متانول مایعی سبک و فرار است که با شعله‌ ای تقریباً نامرئی می سوزد. بوی ضعیفی دارد و در آب حل شونده است ، یعنی می تواند با آب در هر نسبتی مخلوط شود. این الکل ساده به سنگ بنای صنعت شیمی بدل شده و به دلیل کاربردهای گوناگونش به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

منابع و تولید متانول

تولید امروزی متانول عمدتاً در مقیاس صنعتی انجام می ‌شود و طی آن مونوکسید کربن (CO) و هیدروژن (H₂) در حضور یک کاتالیزگر (معمولاً ترکیبی از اکسیدهای مس ، روی و آلومینیوم) واکنش می ‌دهند. ماده خام این فرایند معمولاً گاز طبیعی است که طی فرآیند ریفورمینگ به مخلوط CO و H₂ (معروف به گاز سنتز) تبدیل می ‌شود. نتیجه آن تولید سالانه میلیون ‌ها تن متانول در کارخانه‌ های بزرگ برای تأمین تقاضای جهانی است. علاوه بر تولید صنعتی ، متانول را می ‌توان به صورت تجدیدپذیر نیز تولید کرد. به عنوان مثال از زیست توده از طریق فرایندهای تخمیر یا گازی سازی که محصول حاصل را متانول زیستی می ‌نامند. در طبیعت متانول به مقدار اندک یافت می ‌شود. میوه ها و سبزیجات مقادیر ناچیزی متانول دارند که عمدتاً از پکتین (ماده‌ ای ساختاری در دیواره سلولی گیاهان) آزاد می ‌شود. وقتی این میوه ها رسیده یا هضم می ‌شوند ، مقادیر بسیار کمی متانول آزاد می‌ گردد. همچنین هنگام تجزیه چوب یا مواد آلی نیز ممکن است سطوح اندکی از متانول متصاعد شود. البته این منابع طبیعی در حد بسیار پایینی هستند و معمولاً برای انسان بی ضرر می باشند. بخش اعظم متانولی که در زندگی روزمره مشاهده می‌ کنیم از منابع ساخت بشر تأمین شده و به صورت عمدی برای خواص کاربردی ‌اش به محصولات اضافه یا در آن‌ ها استفاده می ‌شود.

محصولات رایج حاوی متانول در زندگی روزمره

متانول در گستره وسیعی از محصولات مصرفی و صنعتی حضور دارد. جدول زیر برخی از محصولات یا دسته ‌های رایج را که متانول در آن ‌ها وجود دارد یا از آن بهره گرفته شده ، همراه با نقش متانول در هر کدام و سایر جزئیات نشان می ‌دهد:

متانول به عنوان سوخت و منبع انرژی

یکی از نقش ‌های برجسته متانول به عنوان یک سوخت است. از متانول می ‌توان به طور مستقیم به عنوان سوخت در موتورهای احتراق داخلی استفاده کرد. در واقع از آن در خودروهای مسابقه ‌ای با کارایی بالا (مانند برخی درگسترها و خودروهای قدیمی مسابقات ایندی) استفاده شده است ، زیرا نسبت به بنزین خنک ‌تر می ‌سوزد و می ‌تواند توان خروجی بالایی ایجاد کند. خاموش کردن آتش متانول در صورت وقوع حریق نیز در مقایسه با بنزین با آب آسان ‌تر است. در زندگی روزمره متانول به‌تنهایی معمولاً در خودروهای سواری استاندارد به کار نمی ‌رود ، اما گاهی به بنزین افزوده می ‌شود یا برای ساخت افزودنی ‌ها استفاده می ‌گردد. یک مشتق قابل ذکر متانول MTBE (متیل ترت-بوتیل اتر) است که از متانول تولید می ‌شود و به عنوان افزودنی بنزین برای افزایش عدد اکتان و کاهش کوبش موتور استفاده می‌ شد ، اگرچه کاربرد MTBE در بنزین به دلیل نگرانی ‌های زیست ‌محیطی در برخی کشورها کاهش یافته است. افزون بر این متانول یک جزء مهم در تولید بیودیزل است. طی فرآیندی به نام ترانس ‌استریفیکاسیون ، متانول با روغن‌ ها یا چربی‌ ها واکنش می ‌دهد و بیودیزل تولید می ‌کند. گذشته از خودروها ، متانول به عنوان سوخت برای اشکال دیگر حمل‌ و نقل و انرژی هم مورد استفاده قرار می ‌گیرد : برخی اتوبوس ها و کامیون ها برای استفاده از متانول یا مخلوط بنزین-متانول آزمایش شده است ؛ بعضی کشتی ‌ها در حال استفاده از متانول به عنوان جایگزین پاک‌ تر دیزل هستند و متانول همچنین در موتورهای کوچک مانند هواپیماها و قایق ‌های مدل به عنوان جزء اصلی سوخت مخصوص آن ‌ها استفاده می ‌شود. علاوه بر این می ‌توان از متانول در پیل ‌های سوختی (پیل سوختی مستقیم متانولی) برای تولید برق وسایل الکترونیکی یا خودروها بهره گرفت. متانول به عنوان یک سوخت مایع نسبت به هیدروژن گازی راحت ‌تر حمل و ذخیره می ‌شود و این امر آن را در زمینه انرژی تجدیدپذیر و ذخیره‌ سازی انرژی گزینه جذابی کرده است. نقش آن به عنوان سوخت در زندگی روزمره ممکن است در آینده افزایش یابد اگر سیستم ‌های انرژی مبتنی بر متانول عمومیت بیشتری پیدا کنند.

مایعات خودرویی و متانول

در استفاده روزمره از خودروها ، متانول در چندین مایع و محصول مربوط به نگهداری خودرو ظاهر می ‌شود. یک نمونه معمول مایع شیشه شور است که اغلب درصد قابل توجهی متانول دارد. متانول موجود در مایع شیشه شور از یخ زدن آن در مخزن و روی شیشه جلو در هوای سرد جلوگیری می ‌کند و نیز با حل کردن چربی و آلودگی به پاک شدن شیشه کمک می ‌کند. کاربرد دیگر در خودرو ضدیخ یا مایع خنک ‌کننده موتور است. در حالی که ماده اصلی بیشتر مایعات خنک ‌کننده موتور مدرن اتیلن گلیکول یا پروپیلن گلیکول است، برخی فرمول ‌های ضدیخ (مخصوصاً انواع قدیمی ‌تر یا خاص) متانول یا ترکیبات حاوی متانول داشته ‌اند. نقطه انجماد پایین متانول می ‌تواند به مایع خنک ‌کننده موتور کمک کند تا در دمای بسیار کم یخ نزند. اما خنک‌ کننده خالص مبتنی بر متانول امروزه در خودروها چندان به کار نمی ‌رود زیرا متانول در دمای نسبتاً پایین به جوش می ‌آید ؛ سیستم خنک ‌کاری موتور داغ کار می ‌کند و متانول زود تبخیر می ‌شود. در عوض متانول کاربرد بیشتری در محصولاتی مانند ضدیخ باک سوخت دارد. ضدیخ باک (ضد یخ بنزین) افزودنی زمستانی برای باک سوخت است : این ماده در واقع همان متانول (یا گاهی ایزو پروپانول) است که با هر آب موجود در بنزین مخلوط می ‌شود و مانع از تشکیل یخ که می ‌تواند خطوط سوخت یا کاربراتور را مسدود کند می ‌گردد. با جذب رطوبت و نگه داشتن آن در حالت محلول ، متانول کمک می ‌کند بنزین در روزهای سرد بدون مشکل جریان یابد. متانول همچنین در برخی پاک کننده های کاربراتور و دریچه گاز حضور دارد که برای پاک کردن وارنیش و رسوبات کربن به کار می‌ روند ؛ خاصیت حلال بودن آن ، حل کردن آلودگی و رسوبات در سیستم سوخت را ممکن می ‌سازد.

متانول در پاک کننده های خانگی و رنگ ها

خرید متانول کارون بشکه 220 لیتری در بسیاری از محصولات خانگی به ‌ویژه شوینده ‌ها و حلال ‌ها به ‌عنوان ترکیبی مؤثر و پنهان استفاده می ‌شود. شیشه ‌پاک‌کن ‌ها و محلول ‌های چند منظوره اغلب حاوی متانول هستند ، زیرا این ماده چربی را حل کرده و سریع تبخیر می ‌شود بدون اینکه لکه باقی بگذارد. برخی از محلول ‌های شیشه ‌شور آبی ‌رنگ ترکیبی از آب ، متانول و شوینده یا آمونیاک دارند. در رنگ ‌ها و جلاها نیز متانول نقش دارد ؛ تینرهای رنگ معمولاً همراه با تولوئن یا حلال ‌های نفتی ، متانول را در ترکیب خود دارند تا رنگ را رقیق یا قلم ‌مو را تمیز کنند. شلاک ‌ها و جلاهای چوب نیز ممکن است بر پایه متانول باشند تا قوام و زمان خشک ‌شدن بهینه داشته باشند. رنگ ‌برها نیز به دلیل قدرت بالای حلالیت متانول آن را در ترکیب خود دارند. استفاده از این محصولات نیازمند احتیاط است : تهویه مناسب محیط ، اجتناب از استنشاق بخارات و جلوگیری از تماس مستقیم پوست الزامی است. بوی خاص برخی پاک ‌کننده‌ ها یا تینرها معمولاً ناشی از حضور الکل ‌های فرار مانند متانول است که یادآور ضرورت رعایت نکات ایمنی در کارهای روزمره خانه می ‌باشد. این نمودار درصدی و آماری میزان تقریبی متانول در پاک‌ کننده ‌های خانگی و رنگ ‌ها را نشان می دهد.

نقش متانول در پلاستیک ها و الیاف مصنوعی

متانول یکی از مواد پایه‌ ای مهم در تولید بسیاری از پلاستیک ‌ها و الیاف مصنوعی است ، هرچند به شکل آزاد در محصولات نهایی وجود ندارد. از متانول برای تولید فرمالدهید استفاده می‌ شود و فرمالدهید نیز ماده اولیه رزین‌ هایی مانند اوره-فرمالدهید و فنول-فرمالدهید است که در نئوپان ، تخته چندلا و عایق‌ های الکتریکی به کار می ‌روند. متانول همچنین در ساخت اسید استیک از طریق کربونیلاسیون نقش دارد ؛ اسید استیک خود پیش ‌ساز پلیمرهایی مانند پلی وینیل استات و سلولز استات است. در تولید PET (پلی ‌اتیلن ترفتالات) نیز که در بطری‌ های نوشیدنی و الیاف پلی ‌استر استفاده می ‌شود ، متانول از طریق دی ‌متیل ترفتالات نقش کلیدی دارد. علاوه بر این برخی سیلیکون ‌ها در محصولات آرایشی ، درزگیرها و ظروف پخت از متیل کلراید حاصل از متانول ساخته می ‌شوند. بنابراین از لباس پلی ‌استر تا بطری پلاستیکی و وسایل سیلیکونی آشپزخانه ، ردپای متانول در فرایند تولید بسیاری از محصولات روزمره ما وجود دارد.

نقش متانول در چسب ها و رزین ها

متانول نقش مهمی در تولید بسیاری از چسب ‌ها و مواد اتصا ل‌دهنده دارد به‌ ویژه رزین ‌های صنعتی. چسب ‌های رایج در ساخت تخته سه ‌لایه ، نئوپان و محصولات چوبی مانند رزین ‌های اوره-فرمالدهید و فنول-فرمالدهید از واکنش فرمالدهید (مشتق متانول) با اوره یا فنول ساخته می ‌شوند. رزین ملامین-فرمالدهید که در صفحات لمینت و برخی ظروف به کار می ‌رود نیز به متانول وابسته است. حتی در تولید برخی چسب‌ های آکریلیک و اپوکسی ، متانول نقش دارد ؛ مثلاً مونومر متیل متاکریلات با استفاده از متانول تولید می ‌شود. هرچند چسب‌ ها و رزین‌ های پخته‌ شده متانول مایع ندارند ممکن است مقادیر اندکی متانول یا فرمالدهید از محصولات تازه تولید شده متصاعد شود و بوی شیمیایی ایجاد کند. امروزه با بهبود فرمولاسیون و رعایت استانداردها این محصولات برای استفاده در فضاهای داخلی ایمن هستند.

متانول در محصولات بهداشتی و آرایشی

متانول گاهی به ‌طور مستقیم یا غیرمستقیم در محصولات مراقبت شخصی و آرایشی حضور دارد ، عمدتاً به ‌عنوان ماده دناتوره‌ کننده الکل. در عطرها و ادکلن ‌ها برای جلوگیری از سوء‌مصرف و معافیت مالیاتی ، اتانول با افزودن مقدار کمی متانول دناتوره می ‌شود. این مقدار در محصولات تحت نظارت بسیار کم و کنترل‌ شده است ، زیرا تماس پوستی یا مصرف متانول می ‌تواند خطرناک باشد. برخی کشورها از دناتوره‌ کننده ‌های کم ‌خطرتر یا مواد تلخ استفاده می ‌کنند اما متانول همچنان در برخی فرمول ‌ها یافت می ‌شود. در اسپری مو دئودورانت و برخی لوازم آرایشی ، استفاده از الکل صنعتی ممکن است رد پای متانول ایجاد کند. همچنین برخی مواد اولیه مانند عوامل نرم‌ کننده یا روغن‌ های سیلیکونی در شامپوها با فرآیندهایی تولید می ‌شوند که متانول در آن نقش دارد. در پاندمی ۲۰۲۰ مواردی از محلول ‌های ضدعفونی دست نامعتبر که حاوی متانول بودند موجب مسمومیت و هشدارهای رسمی شد. متانول می ‌تواند از طریق پوست جذب شود و سمی است بنابراین خرید از برندهای معتبر و استفاده صحیح از محصولات برای جلوگیری از قرارگیری در معرض مقادیر خطرناک آن ضروری است.

متانول در غذاها و نوشیدنی ها : حضور طبیعی و مخاطرات

متانول به ‌طور طبیعی در مقادیر بسیار کم در رژیم غذایی ما وجود دارد و معمولاً بی ‌ضرر است. منبع اصلی آن پکتین موجود در میوه ‌ها و سبزیجات است که هنگام هضم تجزیه و متانول آزاد می ‌کند. آب ‌میوه‌ ها و نوشیدنی ‌های الکلی تخمیری مانند شراب و آبجو نیز مقادیر کمی متانول دارند. در شراب این مقدار معمولاً چند ده تا چند صد میلی‌ گرم در هر لیتر است که بسیار کمتر از حد خطرناک است. آسپارتام شیرین‌ کننده مصنوعی موجود در برخی نوشابه ‌های رژیمی و محصولات بدون قند نیز در بدن به متانول ، فنیل ‌آلانین و اسید آسپارتیک تجزیه می ‌شود اما مقدار متانول حاصل کمتر یا مشابه آن چیزی است که از خوراکی ‌های طبیعی دریافت می‌ کنیم. سازمان‌ های نظارتی تأیید کرده ‌اند که این میزان خطری برای سلامتی ندارد ، زیرا بدن متانول کم را به فرمالدهید و سپس اسید فرمیک تبدیل و دفع می‌ کند. خطر واقعی متانول زمانی بروز می ‌کند که در نوشیدنی ‌های الکلی تقطیری غیرمجاز یا دست ‌ساز غلظت بالایی از آن باقی بماند. این اتفاق معمولاً به دلیل جداسازی ناقص متانول در فرایند تقطیر رخ م ی‌دهد و می ‌تواند باعث مسمومیت شدید ، نابینایی یا مرگ شود. بنابراین در محصولات غذایی و نوشیدنی ‌های استاندارد ، متانول ناچیز و بی ‌خطر است اما در مشروبات غیرایمن تهدید جدی محسوب می ‌شود.