توضیحات عمومی NMP

N-Methyl-2-Pyrrolidone (NMP)

کد تعرفه گمرکی :                                       ۲۹۲۴۲۹۹۰

فرمول مولکولی:                                           C₅H₉NO

CAS number :                                            ۴-۵۰-۸۷۲

نام­های متداول دیگر:

یک متیل دو پیرولیدون  ۱-Methyl-2-pyrrolidone ، نرمال متیل پیرولیدون  N-Methylpyrrolidone ، نرمال متیل پیرولیدینون N-Methylpyrrolidinone ، فارماسالو Pharmasolve ، یک متیل دو پیرولیدینون  ۱-METHYL-2-PYRROLIDINONE ، یک متیل پیرولیدین دو اُن ۱-methylpyrrolidin-2-one ، ۱-methyl-(14)C-labeled ، ۱-methyl-2-pyrrolidinone, 2,3,4,5-(14)C-labeled

کاربرد  NMP بصورت خلاصه:

از این حلال در صنعت الکترونیک،صنعت پتروشیمی، … و به عنون حلال تمیز کننده خودکار سیستم سوخت، تمیز کننده سطوح فلز، پلاستیک و شیشه، تمیز کننده ی واشرها و سرسیلندرها، پاک کننده ی رنگ و حلال شست و شو دهنده کاربرد دارد. هم چنین از آن در تولید تولید رنگ و سیلر، اسباب بازی، لوازم ورزشی، لوازم آرایشی بهداشتی، پوشش های عایق الکتریکی، حشره کش، آفت کش، جوهر، دارو، تولید رزین های با قطبیت بالا، پوشش دهنده های پلاستیکی، پوشش دهنده های پایه آب  و…. استفاده می شود و جایگزین خوبی برای هیدروکربن های کلر دار و DMSO است.(N-METHYLPYRROLIDON PRODUCERS GROUP) (prospector) (environmental protection agency)

خصوصیات فیزیکی شیمیایی NMP

رنگ، بو، حالت فیزیکی و خصوصیات فیزیکی معروف NMP:

متیل دو پیرولیدون یک مایع شفاف، بی رنگ  یا گاها زرد رنگ، آب دوست، جاذب رطوبت هوا، …. با بویی شبیه به ماهی و یا آمین هاست و سنگین تر از آب  است.

تماس با آن سبب آسیب به پوست، کبد، کلیه، سیستم عصب مرکزی، چشم و غشاهای مخاطی می شود. (pubchem) (environmental protection agency)

حلالیت NMP در حلالهای دیگر و آب:

انحلال پذیر  در آب

انحلال پذیر در الکل ها به ویژه اتانول، استون، اترها مانند دی اتیل اتر، اتیل استات، کلروفرم، بنزن، کتون و روغن کرچک

تحت شرایط خاص می تواند در هیدروکربن های آلیفاتیک هم محلول باشد. (pubchem)

خواص معروف NMP:

قطبیت این حلال، انحلال پذیری و نقطه جوش بالا، دمای ذوب پایین، فشار بخار کم، غیرخورنده بودن و سهولت حمل و نقل این حلال سبب استفاده گسترده از آن شده است.

شرکت­های تولیده کننده NMP

تولیدکنندگان ایرانی:

تولیدکننده داخلی ندارد. فروش NMP-نرمال متيل پيروليدون

تولیدکنندگان خارجی:

ژاپن، آمریکا، چین، هند، کانادا و آلمان

ميزان واردات و صادرات NMP (كد تعرفه گمركي ۲۹۲۴۲۹۹۰)؛

آمار جهاني صادرات NMP در سال ۲۰۲۰ ميلادي

آمار جهاني واردات NMP در سال ۲۰۲۰ ميلادي

کاربردهای NMP

صنایع مصرف ­کننده NMP به ترتیب میزان مصرف:

۱) صنعت الکترونیک :

از کاربردهای این حلال در صنعت الکترونیک می توان به استفاده از آن به عنوان یک موم حذف شار، تمیز کننده ی قطعات الکترونیکی و نیمه هادی، حلال در تولید باتری های لیتیومی و رقیق کننده ی لاک های نوری نیمه هادی اشاره کرد. فروش NMP-نرمال متيل پيروليدون با خلوص ۹۹٫۹%

۲) صنعت خودرو :

برای تمیز کردن قالب ها و قطعات فلزی خودرو از حلال های غیر خورنده استفاده می کنند که یکی از آن ها حلال NMP است.

۳) صنعت پتروشیمی :

از این ترکیب به عنوان حلال استخراجی بنزن، تولوئن، زایلن، استیلن و بوتادین ، حلال سنتز رزین های پوشش دهنده سطوح، حلال واکنش پلی فنیلن سولفید[۱] و پلی آمید[۲] استفاده می شود. فروش NMP-نرمال متيل پيروليدون BASF آلمان

۴) صنعت دارو و درمان :

از آن برای حل کردن داروهای هیدروفوبیک[۳] در تست های آزمایشگاهی و هم چنین شست و شوی تجهیزات تولید لنزهای پلاستیکی استفاده می کنند. (Jake Shortt,1,2,7Andy K. Hsu,1,2,7, 2014)

۵) صنعت رنگ و رزین :

رنگ های مبتنی بر این حلال و مشتقات آن بهترین جایگزین برای متیلن کلراید هستند و از مزایای آن نسبت به متیلن کلراید می توان به بوی کم، نرخ تبخیر کمتر، سرطان زا نبودن و انحلال پذیری کامل در آب اشاره کرد. از کاربردهای آن در صنعت رنگ می توان از تمیز کردن و پاک  کردن رنگ، و تولید رنگ های پلی اورتان، رزین های اپوکسی و آکریلیک و رنگ های پایه آب (تقریبا ۸۰% از آن را آب و ۲۰% را حلال تشکیل می دهد) نام برد. ترکیبی از این حلال با حلال هایی مانند گاما بوتیرولاکتون[۴] و سیکلومتیکون[۵] یا هیدروکسی پروپیل سلولوز[۶] برای تولید رنگ برها استفاده می شود.

ورقه های پی وی سی ( PVC ) به دلیل داشتن سطح بسیار نرم و صاف تنها با رنگ های ویژه ای ( PVC paint) قابلیت رنگ شدن دارند؛ در فرمولاسیون این رنگ ها از NMP به عنوان یک عامل افزایش دهنده میزان چسبندگی استفاده می شود. (lyondellbasell) (Miljø- og Fødevareministeriet )    (FPO)

۶) صنعت چسب :

در تولید چسب ها و پوشش دهنده های پراکنشی پلی اورتانی بر پایه آب[۷] که در صنایع تولید سيلنتها، پوشش دهنده ها، چسب ها، چرم، کاغذ، پلاستیک، جوهرهای گرافیکی و نساجی کاربرد دارند،  چسب های حساس به فشار، چسب های پلی اورتان بهبودیافته^[۸]، درزگیرهای کف و قطعات اتومبیل از این حلال استفاده می شود. (eastman) (american chemistry council) (environmental protection agency)

۷) صنعت چاپ :

جوهرهای مورد استفاده در چاپگرهای سه بعدی، تینرهای جوهر[۹] و جوهر ماژیک های ضدآب خاص نوشتن بر روی تگ های پلی اورتان حاوی این حلال استفاده هستند. ترکیب ۳۲% وزنی از آن با پروپیلن گلایکول متیل اتر استات^[۱۰] یا دی پروپیلن گلایکول متیل اتر استات^[۱۱]  با آب  و سورفکتانت برای تولید جوهر  استفاده می شود.  (environmental protection agency)

۸) صنعت ساختمان :

گروت ها[۱۲] از جمله مواد پرکاربرد در صنعت ساختمان هستند که برای درزگیری، پرکردن شکاف ها، اتصال کاشی و سرامیک، نصب سازه ها و اتصال تجهیزات، نصب میلگرد و … استفاده می شوند. گروت ها در فرمولاسیون خود حاوی آب، سیمان و ماسه هستند که به دلیل وجود ذرات شنی، ملات به دست آمده دارای تخلخل و سوراخ های زیادی می باشد که امکان نفوذ باکتری، چربی و اسید به درون آن وجود دارد. به همین سبب از یک نوع سیلر (سیلر یک نوع بتونه مایع بی‌رنگ جهت پر کردن خلل و فرج و منافذ بسیار ریز است. ) مخصوص گروت ها برای پر کردن منافذ استفاده می شود. این سیلرها بر پایه ی آب یا حلال بوده که حلال NMP یکی از حلال های قابل استفاده در تولید این سیلرهاست. (environmental protection agency)

۹) صنعت چرم و پارچه :

در این صنایع برای تمیز کردن چرم و پارچه حلالNMP  استفاده می کنند. (environmental protection agency)

۱۰) صنعت کشاورزی :

یکی از ترکیبات به کار رفته در فرمولاسیون آفت کش ها، قارچ کش ها، اصلاح کننده ی بذرها و علف کش ها[۱۳]، حلال متیل پیرولیدون است. (Health and safety Executive)

۱۱) صنعت لاستیک :

در صنایع تولید کننده لاستیک های استایرن- بوتادین از این حلال برای استخراج ۱و۳- بوتادین[۱۴] استفاده می شود. (scielo)

۱۲) صنعت تولید پلاستیک :

در این صنایع برای انجام فرآیند پلیمریزاسیون پلیمرهای سنز شده و طبیعی از این حلال به عنوان یک ماده اولیه استفاده می شود.

۱۳) صنعت خودرو :

محصولات محافظت کننده از خودرو مانند واکس ها، پلیش ها و پدهای تمیز کننده خودرو حاوی این حلال می باشند. (environmental protection agency)

۱۴) آزمایشگاه ها :

در آزمایشگاه ها از این حلال به عنوان ضد یخ استفاده می شود. (environmental protection agency)

۱۵) صنعت نفت :

از کاربردهای این حلال در صنعت نفت می توان به بازیابی استیلن از گاز کرک شده[۱۵]، استخراج آروماتیک ها، تصفیه ی گاز ( حذف دی اکسید کربن و هیدروژن سولفید) و استخراج از نفت اشاره کرد.

۱۶) صنعت پلیمر :

در محیط واکنش تولید پلیمرهای با درجه حرارت بالا مانند پلی اتر سولفون[۱۶]، پل آمید ایمید[۱۷] و پلی آرامید این حلال حضور دارد. هم چنین از آن برای تولید پلی فنیلن سولفید[۱۸] و به عنوان یک افزودنی تغییر شکل دهنده در پلاستیسول[۱۹] های PVC  نیز استفاده می شود. (researchgate) فر

فرايند تولید NMP

روش­های مختلف تولید NMP:

روش های مختلفی برای تولید نرمال متيل پيروليدون وجود دارد که به شرح تعدادی از آن ها میپردازیم :

۱)      روش عمومی تولید این حلال در مقیاس زیاد، روش استفاده از بوتیرولاکتون[۲۰] و مقادیر اضافی از متیل آمین خالص یا آب دار[۲۱]  است. این واکنش گرماده بوده و در راکتور لوله ای آدیاباتیک و در رنج دمایی c ˚ ۴۰۰ – ۲۵۰ و فشار بالا انجام می شود. یک مرحله تقطیر نیز بر روی محصول خروجی از راکتور انجام می شود .

۲)      در این روش که به نام Johnson-Matthey نام گذاری شده است، فرآیند تولید بسیار مشابه به روش قبل بوده و متیل پیرولیدون از واکنش ما بین گامابوتیرولاکتون[۲۲] و مونومتیل آمین[۲۳] در فاز مایع که به ترتیب محصولات واکنش هیدروژن گیری از ۱و۴-بوتان دی ال[۲۴] و متیل آمین هستند، تولید می شود. دمای واکنش مابین c ˚ ۳۸۰ – ۳۵۰ و فشار bar 90 – ۳۰ است. گاما بوتیرولاکتون و مونومتیل آمین به طور جداگانه به پایین راکتور لوله ای وارد شده و واکنش بدون حضور کاتالیست انجام می شود.

این فرآیند دارای سه راکتور می باشد، که در راکتور اول واکنش گرماده ما بین گامابوتیرولاکتون و مونومتیل آمین انجام شده و نرمال متیل هیدروکسیل بوتیر آمید[۲۵] تولید می شود. در راکتور دوم واکنش سیکلیزاسیون[۲۶]نرمال متیل هیدروکسیل بوتیرآمید منجر به تولید آب و NMP می شود و در راکتور سوم واکنش تشکیل نرمال متیل پیرولیدون در دمای بالا کامل می شود. پس از آن واکنش ابتدا آب و مونومتیل آمین واکنش نداده در حضور هیدروکسید فلزاتی مانند لیتیم، کلسیم، باریم، پتاسیم و سدیم جدا شده و سپس در  فرآیند تقطیر دیگری متیل پیرولیدن خالص جدا می شود. (Bertola, 1999) فروش NMP-نرمال متيل پيروليدون با قيمت مناسب

۳)      روش سوم تولید، استفاده از مالئیک انیدرید است.

۴)      از دیگر فرآیندهای غیرپالایشگاهی می توان به فرآیند چند مرحله ای تبدیل سوكسینیک اسید[۲۷] به متیل پیرولیدون و تولید NMP به وسیله ی کربونیلاسیون آلیل آمین[۲۸] اشاره کرد. در این روش نرمال متیل پیرولیدون حاصل واکنش متیل آمین و ۱و۴- دی بروموبوتان در حضور کاتالیست پتاسیم کربنات ( K₂CO₃ ) و در دمای c ˚ ۹۰ است. (Nguyen Van Hoa, 2016) (environmental protection agency)

نحوه بسته ­بندی و عرضه NMP

بشكه فلزي ۲۲۰ ليتري، مخازن ۱۰۰۰ ليتري پلي اتيلني

فروش NMP-نرمال متيل پيروليدون EASTMA

فهرست واژگان

[۱]– Polyphenylene sulfide (PPS)[2]– polyimide[3]– hydrophobic drugs[4]– gamma-butyrolactone[5]– cyclomethicone[6]– hydroxy-propyl cellulose[7]– waterborne polyurethane dispersions (PUDs) [۸]– polyurethane curatives [9]– ink thinners [10]– PropyleneGlycolMethylEther Acetate [11]– DipropyleneGlycolMethylEther Acetate [12]– grouts [13]– herbicides [14]– 1,3-butadiene [15]– cracked gas [16]– polyethersulfones [17]– polamideimides [18]– polyphenylene sulfide

[۱۹]– پلاستیسول، سوسپانسیونی از PVC و دیگر پلیمرها در یک روان کننده ی مایع است.

[۲۰]– butyrolactone [21]–  pure or aqueous methylamin [22]– gamma-butyrolactone (GBL) [23]– monomethylamine (MMA) [24]– 1,4-butanediol [۲۵]–  N-methyl-hydroxylbutyramide (NMH) [26]– cyclisation reaction [27]– succinic acid [28]– allylamine