پلی‌ اتیلن‌ گلایکل

پلی‌ اتیلن‌ گلایکل

پلی‌ اتیلن‌ گلایکل (PEG) یک پلیمر سنتزی از جنس اتر است که با پلیمریزاسیون اکسید اتیلن به‌دست می‌آید و بسته به طول زنجیره، از مایعات شفاف تا جامدات سفیدرنگ متغیر است. این ماده به دلیل سازگاری زیستی بالا و حلالیت کامل در آب در صنایع دارویی، غذایی، آرایشی و حفاری کاربرد گسترده‌ای یافته است. گروه‌های هیدروکسیل انتهایی PEG امکان واکنش‌پذیری و مشتق‌سازی متنوع را فراهم می‌آورد؛ از تولید داروهای PEGylated گرفته تا تثبیت‌کننده و روان‌کننده در سیالات حفاری. خواص فیزیکی قابل تنظیم نظیر نقطه ذوب و ویسکوزیته از دیگر مزایای مهم آن هستند که فرمولاسیون محصول را مطابق نیاز صنعت امکان‌پذیر می‌سازند. به‌واسطه‌ی مقاومت در برابر اکسیداسیون و سمیت کم، PEG به عنوان یک انتخاب مطمئن برای بهبود کارکرد و افزایش پایداری فرآیندهای صنعتی مطرح است.

پلی‌ اتیلن‌ گلایکل چیست؟

پلی‌ اتیلن‌ گلایکل (Polyethylene Glycol) یا PEG، یک پلیمر مصنوعی با ساختار خطی و خواص فیزیکی و شیمیایی منحصربه‌فرد است که از پلیمریزاسیون اتیلن‌اکسید تولید می‌شود. این ماده بسته به طول زنجیره‌ی مولکولی به صورت مایعات شفاف تا جامدات سفیدرنگ دیده می‌شود. فرمول کلی این ماده به شکل H–(O–CH₂–CH₂)ₙ–OH است که n نشان‌دهنده‌ی تعداد واحدهای اتیلن گلایکل است و می‌تواند از چند ده تا چند هزار متغیر باشد.

این ماده به‌دلیل حلالیت بالا در آب و سمیت پایین، در صنایع مختلفی از جمله پزشکی، داروسازی، آرایشی، حفاری و صنایع شیمیایی کاربرد گسترده‌ای دارد. PEG بر اساس وزن مولکولی به انواع مختلفی مانند PEG-200، PEG-400، PEG-6000 و … تقسیم می‌شود که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. این تنوع در وزن مولکولی باعث می‌شود خواص فیزیکی و کاربردهای آن نیز متفاوت باشد؛ برای مثال PEG-200 تا PEG-600 به‌صورت مایع و PEG‌های با جرم مولکولی بالاتر به‌صورت پودر یا موم ظاهر می‌شوند

از نظر تاریخی، اولین بار در دهه ۱۹۴۰ میلادی، پلی‌ اتیلن‌ گلایکل به‌عنوان یک ماده پایدارکننده در داروها مورد استفاده قرار گرفت. امروزه، این ماده به‌دلیل سازگاری زیستی بالا، در تولید نانوذرات دارویی، سیستم‌های دارورسانی هدفمند و حتی در صنایع غذایی به‌عنوان یک افزودنی ایمن شناخته می‌شود.

خواص فیزیکی PEG شامل ویسکوزیته متغیر، نقطه ذوب پایین (بسته به وزن مولکولی) و حلالیت در حلال‌های قطبی مانند آب و اتانول است. از نظر شیمیایی، PEG یک پلیمر اتر پلی‌ الکلی است که گروه‌های هیدروکسیل انتهایی آن امکان اتصال به مولکول‌های دیگر را فراهم می‌کند. این ویژگی، PEG را به یک ماده ایده‌آل برای اصلاح سطح نانوذرات یا پروتئین‌ها تبدیل کرده است.

پلی‌ اتیلن‌ گلایکل حفاری

در صنعت حفاری نفت و گاز، پلی‌ اتیلن‌ گلایکل به‌عنوان یک افزودنی کلیدی در فرمولاسیون گل‌های حفاری آب‌پایه استفاده می‌شود. نقش اصلی آن بهبود خواص رئولوژیکی سیال حفاری و کاهش اصطکاک بین لایه‌های سیال و دیواره چاه است. گل حفاری نقش حیاتی در خنک‌کردن مته، انتقال خرده‌های سنگ به سطح و حفظ فشار چاه دارد. PEG با کاهش اصطکاک بین دیواره چاه و لوله‌های حفاری، به بهینه‌سازی فرآیند حفاری کمک می‌کند.

مطالعات نشان می‌دهند که PEG با تشکیل یک لایه نازک روی سطح سنگ‌ها، از چسبیدن ذرات رسی به تجهیزات حفاری جلوگیری می‌کند. این ویژگی به ویژه در حفاری چاه‌های نفت شیل و سازندهای رسی اهمیت دارد. علاوه بر این، PEG با جذب آب، ویسکوزیته گل حفاری را کنترل کرده و از نشت سیالات به لایه‌های زیرزمینی جلوگیری می‌کند. این خاصیت باعث حفظ پایداری دیواره و کاهش ریسک ریزش چاه می‌شود.

همچنین، PEG به‌عنوان روان‌کننده (lubricant) باعث کاهش ضریب اصطکاک گِل حفاری تا ۴۴.۵٪ می‌شود که منجر به افزایش سرعت حفاری و کاهش سایش تجهیزات می‌گردد.

در مقایسه با سایر مواد کاهش‌دهنده اصطکاک، PEG به‌دلیل سمیت پایین و تجزیه‌پذیری زیستی بهتر، گزینه سازگارتر با محیط زیست محسوب می‌شود. شرکت‌های پیشرویی مانند کیمیاگران سیالات حفاری، با تولید PEG با کیفیت بالا و تطبیق آن با نیازهای خاص هر چاه، نقش مهمی در بهبود راندمان حفاری ایفا می‌کنند.

پلی‌ اتیلن‌ گلایکل صنعتی

پلی‌ اتیلن‌ گلایکل صنعتی عموماً با درجه خلوص پایین‌تر و وزن مولکولی بالاتر نسبت به انواع دارویی تولید می‌شود. این ماده در صنایعی مانند نساجی (به‌عنوان نرم‌کننده)، تولید مواد شوینده (به‌عنوان سورفکتانت)، ساخت رزین‌های پلی‌یورتان و حتی در سیستم‌های خنک‌کننده استفاده می‌شود. 

ویژگی اصلی PEG صنعتی، قیمت مقرون‌به‌صرفه و در دسترس بودن آن در حجم‌های بالا است. برای مثال، در صنعت نساجی، PEG با کاهش کشش سطحی آب، نفوذ رنگ‌ها را به الیاف بهبود می‌بخشد. در صنایع شیمیایی نیز به‌عنوان پایه حامل در تولید مواد ضدکف و امولسیون‌ها کاربرد دارد. کاربردهای این ماده به صورت خلاصه عبارت است از:

• در صنعت، PEG به‌عنوان ماده‌ی اولیه یا واسط در تولید صابون‌ها، روان‌کننده‌ها، امولسیفایرها و پلی‌یورتان‌ها استفاده می‌شود. استفاده از PEG در عطرسازی و ساخت رزین‌های آلکیدی نیز رایج است.
• PEG‌ با جرم مولکولی پایین (PEG-200 تا PEG-600) به‌عنوان نرم‌کننده و پایه‌ی محلول در تولید کرم‌ها و لوسیون‌ها کاربرد دارد. در مقابل، گریدهای سنگین‌تر (PEG-4000 و PEG-6000) به‌عنوان روان‌کننده و تثبیت‌کننده در ساخت پلاستیک‌ها و لاستیک‌ها استفاده می‌شوند.
• PEG در صنعت نساجی برای بهبود پراکندگی رنگ و کاهش استاتیک استفاده می‌شود. همچنین در صنعت کاغذسازی، به‌عنوان نرم‌کننده و ضدچروک‌کننده‌ی کاغذ به‌کار می‌رود.
• به سبب قابلیت واکنش انتهایی گروه‌های هیدروکسیل، PEG یک واسط شیمیایی مهم برای سنتز مواد پلیمری پیچیده‌تر و عوامل سطح فعال (surfactants) است. این امر صنعت شیمیایی را قادر ساخته تا گستره‌ی وسیعی از مشتقات پلیمری با خواص دلخواه تولید نماید.

ساختار پلی‌ اتیلن‌ گلایکل صنعتی

ساختار PEG صنعتی مشابه انواع دیگر این پلیمر است، اما ممکن است حاوی ناخالصی‌هایی مانند اتیلن‌ گلایکل یا دی‌اکسان باشد که در فرآیند پلیمریزاسیون باقی می‌مانند. فرمول شیمیایی عمومی PEG به صورت H−(O−CH2−CH2)n−OH است که «n» نشان‌دهنده تعداد واحدهای تکرارشونده اتیلن‌اکسید است. این ساختار ساده، امکان تغییر طول زنجیره و عملکردهای انتهایی را فراهم می‌آورد.

وزن مولکولی PEG صنعتی معمولاً بین ۲۰۰ تا ۳۵۰۰۰ گرم بر مول متغیر است. هرچه وزن مولکولی افزایش یابد، ویسکوزیته و نقطه ذوب نیز بالاتر می‌رود. برای مثال، PEG 6000 جامد است، در حالی که PEG 400 مایعی غلیظ محسوب می‌شود.

در گریدهای صنعتی، PEG معمولاً به‌صورت پودر یا موم‌های نرم بسته‌بندی می‌شود؛ زیرا این فرم‌ها برای ذخیره و حمل‌ونقل اقتصادی‌تر و ایمن‌تر هستند. همچنین بسته‌بندی‌های با لایه‌ی ضدرطوبت از جذب آب محیطی جلوگیری می‌کند. با توجه به کاربردهای مختلف، ممکن است PEG صنعتی با افزودنی‌هایی مانند آنتی‌اکسیدان‌ها، استابیلایزرها و ضدکف‌کننده‌ها فرمولاسیون شود تا در شرایط عملیاتی خاص (دمای بالا، pHهای مختلف) از پایداری بیشتری برخوردار باشد.

کاربرد پلی‌ اتیلن گلایکل در حفاری

بر اساس تحقیقات منتشرشده استفاده از پلی اتیلن گلایکل حفاری در گل‌های حفاری می‌تواند تا ۲۰٪ از هزینه‌های حفاری را کاهش دهد. از کاربردهای مهم این ماده می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. یکی از کاربردهای مهم PEG در حفاری، کنترل تلفات سیال (fluid loss control) است. با تشکیل فیلم نازکی روی دیواره چاه، از نفوذ سیال حفاری به سازند جلوگیری می‌کند و خواص تثبیتی سیال را حفظ می‌نماید. 
2. PEG در فرمولاسیون گل‌های پایه آب به‌عنوان کلای استابلایزر (clay stabilizer) و افزودنی ضدکف (antifoaming agent) به‌کار می‌رود. این ویژگی‌ها منجر به پایداری بیشتر و جلوگیری از ایجاد کف در مخازن نگهداری گل می‌شود. همچنین با جذب روی سطح سنگ‌های رسی، از تورم و فروپاشی دیواره چاه ممانعت می‌کند.
3. در حفاری‌های جهشی (horizontal drilling)، PEG با کاهش نیروی قفل شدن (stiction) بین رشته حفاری و دیواره چاه، امکان حفاری روان‌تر را فراهم می‌کند و از گره‌خوردگی لوله‌ها جلوگیری می‌نماید.
4. PEG با ایجاد یک لایه روان‌کننده روی دیواره چاه، انرژی مورد نیاز برای چرخش مته را کاهش می‌دهد و باعث کاهش اصطکاک می شود.
5. این ماده در کنترل رئولوژی نقش دارد و با تنظیم ویسکوزیته گل حفاری، از رسوب ذرات جامد در چاه جلوگیری می‌کند.

قیمت پلی‌ اتیلن‌ گلایکل صنعتی

قیمت PEG صنعتی به عوامل متعددی مانند وزن مولکولی، درجه خلوص، حجم خرید و نوسانات قیمت نفت خام (به‌عنوان ماده اولیه) بستگی دارد. بر اساس گزارش‌های اخیر، قیمت FOB خلیج‌فارس برای PEG-200 حدود ۱,۰۰۰ USD/MT بوده است. 

مطابق گزارش Q2 2024، قیمت متوسط PEG در ایالات متحده در ماه ژوئن ۱,۱۴۰ USD/MT و در چین نیز مشابه این سطح بوده است. نوسانات قیمت به‌دلیل تغییرات در دسترسی به خوراک (اتیلن) و تعمیرات واحدهای تولیدی رخ می‌دهد.

شرکت کیمیاگران سیالات حفاری با بهره‌گیری از خطوط تولید پیشرفته در کارخانه پلی اتیلن گلایکل صنعتی در همدان و شبکه توزیع جهانی، PEG صنعتی را با قیمت رقابتی و کیفیت تضمین شده عرضه می‌کند. این شرکت با دارا بودن آزمایشگاه QC، محصولات خود را مطابق با استانداردهای API و ISO تولید می‌نماید.

خرید پلی‌ اتیلن‌ گلایکل صنعتی

برای خرید PEG صنعتی، توجه به گواهی‌های تحلیل (COA)، سازگاری با محیط زیست و پشتیبانی فنی فروشنده ضروری است. برای خرید PEG صنعتی می‌توانید از تولیدکنندگان معتبر بین‌المللی به طور مستقیم خرید کنید یا آن را از تأمین‌کننده‌ی داخلی تهیه فرمایید.

شرکت کیمیاگران سیالات حفاری با شماره تماس ۷‑۴۴۲۹۴۹۸۶۵ / ۲‑۴۴۲۹۴۹۸۱ و دفتر مرکزی در تهران امکان عرضه‌ی سریع و پشتیبانی فنی را فراهم می‌آورد. این شرکت با تولید پلی اتیلن گلایکل صنعتی، انواع گریدهای PEG صنعتی را با استانداردهای بین‌المللی و خدمات پس از فروش ارائه می‌کند.

به خاطر داشته باشید اگرچه PEG سمیت کمی دارد، اما رعایت دستورالعمل‌های حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی آن الزامی است. این ماده باید دور از منابع حرارتی و در ظروف ضدزنگ نگهداری شود. همچنین، استفاده از PEG با وزن مولکولی بسیار بالا (مانند PEG 20000) در محیط‌های آبی ممکن است بر اکوسیستم تأثیر بگذارد.

جمع بندی

پلی‌ اتیلن گلایکل به‌دلیل خواص منحصر به فرد خود مانند سازگاری زیستی، محلولیت بالا در آب و قابلیت واکنش‌پذیری زیاد، در صنایع حفاری، داروسازی، آرایشی و بهداشتی و شیمیایی کاربرد وسیعی دارد. با توجه به پارامترهای فیزیکوشیمیایی و نیازهای عملیاتی، انتخاب گرید مناسب و تأمین‌کننده‌ی معتبر از اهمیت بالایی برخوردار است. شرکت کیمیاگران سیالات حفاری با دانش فنی و پشتیبانی آزمایشگاهی می‌تواند شریک معتبری برای تهیه‌ و تأمین PEG در پروژه‌های مختلف صنعتی و حفاری باشد.