بوتادین – Butadiene

گاز بوتادین چیست؟

بوتادین یک ترکیب آلی با فرمول مولکولی C4H6 با دمای نقطه ذوب ۱۰۸.۹- درجه سانتی‌گراد و با دمای نقطه جوش ۴- درجه سانتی‌گراد که در دمای اتاق شکل گاز بی‌رنگ یا در دمای یخچال به‌صورت مایع است که در سال ۱۸۶۳ توسط شیمی‌دان فرانسوی جوزف باینائمه کاونتو E. Caventou، بوتادین را از پیرولیز آمیل الکل جدا کرد و در سال ۱۸۸۶ توسط هنری ادوارد آرمسترانگ این هیدروکربن در اثر تجزیه گاز نفت، به عنوان بوتادین شناسایی شد. در سال ۱۹۱۰، شیمی‌دان روسی سرگئی لبدوف آن را پلیمری کرد و ماده‌ای با خواص لاستیکی مانند به دست آورد.

با این حال، این پلیمر بسیار نرم بود که نمی‌توانست جایگزین لاستیک طبیعی در بسیاری از برنامه‌ها، به ویژه لاستیک اتومبیل شود تا سال‌های منتهی به جنگ جهانی دوم که به دلیل قطع صادرات گیاه کائوچو برای ساخت لاستیک طبیعی توسط امپراتوری انگلیس، در کشورهایی ازجمله آلمان برای جایگزین آن تلاش کردند و نهایتاً در سال ۱۹۲۹، والتر بوث آلمانی، یک کوپلیمر استایرن بوتادین ساخت که می‌توانست در لاستیک سازی اتومبیل استفاده شود. در دهه ۱۹۴۰ دولت ایالات متحده، چندین کارخانه در کالیفرنیا، تولدو، بورگر، تگزاس و اوهایو برای تولید لاستیک مصنوعی تأسیس کرد.

تولید بوتادین از اتیلن و اتانول

تا سال ۲۰۱۷ در بعضی از نقاط جهان، ازجمله آمریکای جنوبی، شرق اروپا، چین و هند برای تولید آن از اتانول استفاده می‌کردند ولی چون حجم تولید در مقابل اتیلن پایین است متوقف شد و در حال حاضر بیش از ۹۵٪ بوتادینها با جداسازی از کسرهای ترقه بخار نفت تولید شده در طی تولید اتیلن تولید می شود. Butadiene محصول جانبی فرآیند تولید اتیلن و سایر الکن‌هاست به طوری‌ که هیدروکربن‌های آلیفاتیک وقتی با بخار مخلوط می‌شوند و برای مدت کوتاهی در دمای بسیار بالا گرم می‌شوند (هیدروکربن‌های آلیفاتیک) هیدروژن را رها می‌کنند و مخلوط پیچیده‌ای از هیدروکربن‌های اشباع نشده ازجمله بوتادین تولید می‌کنند. مقدار بوتادینهای تولیدشده به هیدروکربن‌های مورد استفاده به عنوان خوراک بستگی دارد. خوراک‌های سبک، مانند اتان، در صورت ترک خوردگی عمدتاً اتیلن می‌دهند، اما خوراک‌های سنگین‌تر، تشکیل آلکن های سنگین‌تر، بوتادینها و هیدروکربن‌های معطر می‌دهند. همچنین می‌تواند توسط کاتالیست دهیدروژناسیون بوتنهای طبیعی تولید شود.

کاربردهای بوتادین – استایرن بوتادین

در گرایش صنعتی از آن برای واکنش پلیمریزاسیون استفاده می‌شود به عنوان مثال با انیدرید مالئیک برای به دست آوردن انیدرید تتراهیدروفتالیک یا با مونومر استایرن برای تولید لاتکس استایرن بوتادین کربوکسیل دار استفاده می‌شود. این عنصر یک مونومر مهم در تولید پلیمرهایی مانند پلی بوتادین ، استایرن-بوتادین و لاستیک بوتادین-متیل استایرن ، لاستیک نیتریل ، لاستیک بوتادین-متیل وینیل پیریدین و غیره است. بعلاوه در صنعت برای تولید لاتکس مصنوعی ، آدیپودینیتریل و اسید سباکیک استفاده می شود ولی بیشترین کاربرد آن در صنعت لاستیک سازی می‌باشد.

تأثیر در بدن انسان و محیط زیست

قرار گرفتن در معرض طولانی مدت باعث بیماری‌های قلبی عروقی و سرطان خون و سرطان‌های دیگر همراه است. مطالعات حیوانی نشان داده است که زنان در معرض بوتادین حساسیت بالاتری نسبت به اثرات سرطان زا بر مردان دارند که شاید به دلیل تأثیرات گیرنده‌های استروژن باشد و چون سیستم بدن انسان همانند حیوانات است گفته می‌شود که تنفس ایت گاز در دوران بارداری می‌تواند تعداد نقایص مادرزادی را افزایش دهد و در خون، مغز، چشم، قلب، کلیه، ریه، بینی و گلو تأثیر می‌گذارد.