Formaldehyd

Nazywany również aldehydem mrówkowym to organiczny związek chemiczny, pierwszy w szeregu homologicznym aldehydów. Formaldehyd to bezbarwny gaz o charakterystycznym, nieprzyjemnym zapachu. Może samorzutnie polimeryzować do paraformaldehydu, dlatego jest przechowywany jako roztwór wodny (formalina) zwykle w stężeniu ok 35 do 40%. Powszechna nazwa tej substancji pochodzi od jej podobieństwa i związku z kwasem mrówkowym. Formaldehyd jest ważnym prekursorem wielu innych materiałów i związków chemicznych.

Wzór chemiczny: CH2O
Numer CAS: 50-00-0

Charakterystyka

Temperatura topnienia: -15°C

Temperatura wrzenia: 97°C

Temperatura zapłonu: 56 °C

Gęstość: 1.09 g/mL at 25 °C

Zastosowania i aplikacje

Kluczowe aplikacje

Rozpuszczalniki

Branże

Kosmetyki
Czyszczenie
Farmacja

Ogólne informacje o formaldehydzie

Formaldehyd jest również znany jako metanal. Gaz ten jest jednym z najczęściej produkowanych organicznych związków chemicznych.

Formaldehyd występuje w przyrodzie w wielu różnych formach. Na przykład jako produkt pośredni metabolizmu w komórkach ssaków (w tym ludzkich) i bakterii. Formaldehyd znajduje się również w drewnie i różnych produktach spożywczych, takich jak jabłka, winogrona, świeże mleko (najniższe stężenie) i morszczuk (najwyższe stężenie).

Formaldehyd jest najbardziej rozpowszechnionym związkiem karbonylowym w atmosferze ziemskiej. Powstaje podczas reakcji fotochemicznej węglowodorów lub niepełnego spalania paliw kopalnych i biomasy. Spalanie paliw i drewna tworzy formaldehyd atmosferyczny, przy czym większe emisje pochodzą ze źródeł biogennych, takich jak utlenianie metanu i izoprenu.

Naukowcy wykryli formaldehyd jako pierwszą wieloatomową cząsteczkę organiczną w wielu regionach naszej galaktyki. Pozaziemski formaldehyd jest dyskutowany jako możliwe źródło związków organicznych, które zasygnalizowały powstanie życia na Ziemi.

Właściwości formaldehydu

Formaldehyd to bezbarwny gaz o ostrym zapachu i wzorze cząsteczkowym CH2O. Ten organiczny związek chemiczny dobrze rozpuszcza się w wodzie, etanolu i eterze dietylowym. Wodny roztwór formaldehydu nazywany jest formaliną lub, rzadziej, formolem. Formaldehyd jest najprostszą substancją z grupy aldehydów, ponieważ składa się tylko z jednej grupy aldehydowej i jednego atomu wodoru. Formaldehyd jest łatwopalny; zapala się w temperaturze 430 stopni Celsjusza i wyższej. Tworzy wybuchowe mieszaniny z powietrzem w zakresie stężeń od 7 do 73% objętości.

Formaldehyd można przekształcić w kwas mrówkowy poprzez utlenianie. Nazwa IUPAC formaldehydu pochodzi od "formica", łacińskiego słowa oznaczającego mrówkę.

Formaldehyd jest bardzo reaktywny. Reaguje z samym sobą i innymi reagentami w szeregu syntez, tworząc różnorodne produkty. Reakcje te obejmują reakcje utleniania-redukcji, reakcje addycji lub kondensacji z substancjami organicznymi i nieorganicznymi oraz reakcje samopolimeryzacji.

Formaldehyd jest wytwarzany katalitycznie poprzez utlenianie (proces formox) lub odwodornienie (proces katalizatora srebrowego) metanolu. Proces formox jest dominującą, prostszą metodą produkcji, ale proces srebrowy umożliwia produkcję formaldehydu wyższej jakości ze względu na niższą zawartość kwasu mrówkowego.

Formaldehyd w przemyśle chemicznym

Formaldehyd jest jednym z najważniejszych surowców organicznych w przemyśle chemicznym i służy jako materiał wyjściowy dla wielu innych związków chemicznych. Największym rynkiem są żywice mocznikowo-formaldehydowe, które są stosowane jako spoiwa do materiałów drewnopochodnych, takich jak płyty wiórowe i płyty pilśniowe o średniej gęstości, a także do produkcji klejów i spoiw. Żywice mocznikowo-formaldehydowe są również wykorzystywane do impregnacji i wykańczania tekstyliów.

Fenoplasty, polioksymetyleny i szereg innych półproduktów chemicznych, takich jak pentaerytrytol i paraformaldehyd, który jest stosowany między innymi w biologii komórkowej, również mają znaczące udziały w rynku.

Żywice melaminowo-formaldehydowe są stosowane jako żywice impregnujące, na przykład do nakładania papieru dekoracyjnego na podłogi laminowane lub jako składnik plastikowych naczyń i sztućców. Żywice MF są również stosowane w przemyśle motoryzacyjnym w postaci bezbarwnych lakierów.

Metylolowe związki formaldehydu i mocznika, takie jak metylolomocznik, które tworzą aminoplasty we włóknie poprzez dalszą kondensację, są stosowane we włóknach celulozowych, takich jak włókna bawełniane lub wiskozowe do tekstyliów. Zapobiegają one lub zmniejszają gniecenie się tkaniny i zwiększają stabilność wymiarową tekstyliów.

Żywice fenolowo-formaldehydowe (PF) lub fenoplasty to syntetyczne polimery wytwarzane przy użyciu formaldehydu. Są one wykorzystywane do produkcji nowolaków, które są stosowane jako materiały fotorezystywne w mikroelektronice. Są one również wykorzystywane w produkcji stałych, formowanych produktów z tworzyw sztucznych, takich jak uchwyty do urządzeń gospodarstwa domowego i urządzeń elektrycznych lub kul bilardowych i kręgli.

Polioksymetylen jest stosowany w przemyśle motoryzacyjnym i elektronicznym do produkcji komponentów technicznych, takich jak koła zębate, łożyska kulkowe i elementy mocujące.

Pentaerytrytol można znaleźć w tworzywach sztucznych, farbach, kosmetykach i wielu innych zastosowaniach. Jest również wykorzystywany w produkcji plastyfikatorów, emulgatorów i materiałów wybuchowych, takich jak nitropenta i trinitrat pentaerytrytolu.

Szybko rozwijającym się rynkiem formaldehydu jest również produkcja izocyjanianów metylenodifenylu. Główne zastosowania to pianki poliuretanowe (np. do pianek budowlanych i gąbek kuchennych), farby, kleje, elastomery i uszczelniacze, które są wykorzystywane w przemyśle budowlanym, do produkcji urządzeń gospodarstwa domowego, obuwia i innych towarów konsumpcyjnych, a także w przemyśle motoryzacyjnym.

Dalsze obszary zastosowań formaldehydu

Formaldehyd jest stosowany w wielu różnych obszarach do dezynfekcji i sterylizacji. Jest dostępny jako 40% roztwór w wodzie i jest stosowany jako środek grzybobójczy i konserwujący, na przykład w postaci uwalniaczy formaldehydu w kosmetykach. Formaldehyd jest również używany do dezynfekcji pomieszczeń. Może być nebulizowany w postaci gazowej lub stosowany jako roztwór wodny. Małe części medyczne są poddawane fumigacji formaldehydem w sterylizatorach formaldehydowych.

W przemyśle spożywczym proces wędzenia nadaje rybom i mięsu określony smak, a także konserwuje żywność. Formaldehyd jest uwalniany podczas pirolizy twardego drewna.

Ponieważ formaldehyd unieszkodliwia różne toksyny bakteryjne i wirusy, inaktywowane szczepionki zawierają CH2O. W hodowli zwierząt formaldehyd jest stosowany jako fumigant (w pustych stajniach) w celu zapobiegania chorobom zakaźnym.

Formaldehyd jest dodatkowym utrwalaczem sieciującym białka, tj. zatrzymuje autolizę i gnicie próbek tkanek i czyni je trwale stabilnymi. Z tego powodu jest on stosowany w konserwacji zwłok oraz próbek anatomicznych i biologicznych.