ضدیخ چیست؟

ضدیخ نوعی ماده افزودنی است که به کمک آن می‌توان نقطه انجماد مایعات پایه آبی را کاهش داد. در محیط‌های سرد،‌ از مخلوط ضدیخ به منظور کاهش نقطه انجماد مایعات استفاده می‌کنند. ضدیخ معمول که در فروشگاه‌ها یافت می‌شود، علاوه بر کاهش نقطه انجماد، نقطه جوش مایعات را نیز افزایش می‌دهد. در نتیجه، اگر از این مایعات به عنوان خنک‌کننده استفاده شود، می‌توانند دمای بالاتری را جهت خنک‌کنندگی تحمل کنند. از آن‌جایی‌که آب، خواص مناسبی به عنوان خنک‌کننده دارد،‌ از مخلوط آب و ضدیخ در موتورهای درون‌سوز بهره می‌گیرند. از جمله وظایف ضدیخ، جلوگیری از ترک خوردن محفظه‌ها و لوله‌های حاوی آب، به هنگام انجماد و منبسط شدن آن است.

از نمک‌ها به طور معمول در فرایندهای یخ‌زدایی (de-icing) بهره می‌گیرند اما به دلیل ایجاد خوردگی فلزات،‌ نمی‌توان از نمک‌های محلول به عنوان ضد یخ استفاده کرد. ترکیبات آلی با جرم ملکولی کم، نقطه ذوب پایین‌تری از آب دارند و می‌توان از آن‌ها به عنوان ضدیخ استفاده کرد. محلول‌های آلی به ویژه الکل‌ها،‌ جایگزین مناسبی به شمار می‌آیند که از آن‌جمله می‌توان به اتانول، متانول و اتیلن گلایکول اشاره کرد. مواد ذکر شده، پایه تمامی ضدیخ‌های تجاری از دهه 1920 تا به امروز محسوب می‌شوند.

بیشتر ضدیخ‌ها از مخلوط کردن آب مقطر با مواد افزودنی همچون «مونو اتیلن گلایکول» تهیه می‌شوند. از سال ۱۹۲۶، استفاده از این ماده به عنوان یک ضد یخ دائمی در دنیا رواج داشته است چراکه نقطه جوش بالای اتیلن گلایکول، امکان استفاده از آن را در تابستان و دمای بالاتر نیز فراهم می‌کند. امروزه نیز این ماده علاوه بر خودروها، در بسیاری از موارد دیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته مواد جایگزین دیگری همچون پروپیلن گلایکول نیز در دسترس هستند که خاصیت سمی کمتری نسبت به اتیلن گلایکول دارند.

زمانی‌که در یک سیستم از اتیلن گلایکول استفاده می‌شود این ماده در اثر واکنش‌های ردوکس، به پنج نوع اسید تقسیم خواهد شد:

1.فرمیک اسید	2.اگزالیک اسید	3.گلایکولیک اسید	4.گلیوکسیلیک اسید	5.استیک اسید

مواد افزودنی وجود دارند که با بافر کردن pH و حفظ خاصیت قلیایی از اکسیداسیون اتیلن گلایکول و تشکیل اسید جلوگیری می‌کنند. علاوه بر این برای جلوگیری از خوردگی فلزات موادی همچون نیتریت‌ها، سیلیکات‌ها، بورات‌ها و آزول‌ها را به ضدیخ اضافه می‌کنند.

اتیلن گلایکول، ماده‌ای سمی و تلخ مزه است. در صورت خوردن اتیلن گلایکول، این ماده توسط کبد به 4 ماده شیمیایی سمی دیگر تبدیل خواهد شد.

پروپیلن گلایکول

این ماده سمیت بسیار کمتری نسبت به اتیلن گلایکول دارد و به عنوان ضدیخ غیر سمی شناخته می‌شود. پروپیلن گلایکول زمانی کاربرد دارد که به ‌کارگیری اتیلن گلایکول میسر نباشد. از جمله این موارد می‌توان به کاربرد در صنایع غذایی و لوله‌های آب غیرشرب در منازل اشاره کرد. بطورمثال، سازمان غذا و دارو آمریکا اضافه کردن پروپیلن گلایکول را در بسیاری از مواد غذایی فراوری شده همچون بستنی، سس‌های سالاد و خمیرنانوایی مجاز دانسته است.

زمانی که رنگ پروپیلن گلایکول به قرمز تغییر کند زمان تعویض آن است. در حقیقت زمانی که محلول پروپیلن گلایکول در یک سیستم خنک‌کننده یا گرمایشی به رنگ قرمز می‌رسد، نشانگر خوردگی شدید آهن است. در نبود عوامل ضدخوردگی پروپیلن گلایکول با اکسیژن و یون‌های فلزی واکنش می‌دهد و ترکیبات مختلفی شامل اسیدهای آلی تشکیل می‌دهد که خوردگی را تشدید می‌کند.

سایر ضدیخ‌ها

پروپیلن گلایکول متیل اتر با فرمول C₄ H₁₀ O₂ را در موتورهای دیزل به عنوان ضدیخ بکار می‌گیرند که فراریت بالاتری نسبت به دوماده دیگر دارد. علاوه بر این، از گلیسرول نیز می‌توان به عنوان ضدیخ خودروها نام برد. این ماده خاصیت سمی کمتری دارد و می‌توان آن را در دماهای بالاتر نیز بکار برد. البته استفاده از این گلیسرول، کاربرد کمتری دارد.

کاربرد ضدیخ

بسیاری از موتور خودروها از آب برای خنک‌کردن گرمای تولیدی موتور بهره می‌گیرند. توجه داشته باشید که در موتور خودروها از مخلوط آب و ضدیخ استفاده می‌شود و به همین دلیل بهتر است در این موارد از واژه سیال خنک‌کننده استفاده کنیم. وظیفه اصلی این ماده کاهش حرارت موتور از طریق پدیده «همرفتی» (convection) و انتقال حرارت جابجایی است. مواد ضدخوردگی نیز به ضدیخ‌ها اضافه می‌شوند چراکه در رادیاتور خودروها، آلیاژها و فلزاتی همچون آلومینیوم ، چدن ، مس، برنج و... وجود دارند که باید در برابر خوردگی محافظت شوند.

لازم به ذکر است اگر سیال خنک‌کننده موتور، بیش از اندازه گرم شود، ممکن است در داخل موتور شروع به جوشیدن کند که در اثر جوشش، حباب‌هایی ایجاد می‌شود که به موتور، صدمات جبران‌ناپذیری وارد می‌کنند. اگر از آب خالص به عنوان سیال خنک‌کننده استفاده شود، خوردگی گالوانیک ایجاد می‌کند. در نتیجه، بهره‌گیری از خنک‌کننده مناسب در یک سیستم تحت فشار، نقاط ضعف آب را برطرف می‌کند. اگر به نسبت 50-50 از آب و اتین گلایکول استفاده شود، در سیتمی با فشار حدود psi 15، می‌توان به بازده دمایی از 37- تا 129+ درجه سانتی‌گراد، بدون جوشیدن یا انجماد آب دست پیدا کرد.

مواد افزودنی در ضدیخ

تمامی ضدیخ‌هایی که در خودروها بکار می‌روند، همگی به دلیل وجود موادی همچون روان‌کننده‌ها، بافرها و همچنین مواد ضدخوردگی، برای طبیعت مضر هستند. مواد افزودنی که بطور معمول در ضدیخ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، به شرح زیر است:

• سدیم سیلیکات

• دی سدیم فسفات

• سدیم بنزوات

• بورات ها

• دکسترین ها

رنگ سبز دی سدیم فلورسین را بطور معمول به اتیلن گلایکول اضافه می‌کنند تا بتوان نشتی این مایع را در خودروها براحتی تشخیص داد. زمانی که به این رنگ، اشعه فرابنفشی از خورشید یا لامپ برسد، به رنگ سبز دیده می‌شود.

خطرات استفاده از ضدیخ

اتیلن گلایکولی که در بیشتر ضدیخ‌ها وجود دارد، ماده‌ای سمی برای انسان و سایر موجودات زنده به شمار می‌آید که حمل و استفاده از آن باید با احتیاط صورت بگیرد. خوردن این ماده، تهوع به همراه دارد که ممکن است با سایر بیماری‌ها اشتباه گرقته شود. با تبدیل شدن گلایکولیک اسید در بدن به گلیوکسیلیک اسید و پس از آن به اگزالیک اسید، در نهایت اگزالیک اسید تولیدی با کلسیم، بلورهای کلسیم اگزالات تولید می‌کند که ممکن است در مغز، قلب، کلیه و شش‌ها رسوب کرده و مشکلاتی به خصوص در کلیه ایجاد کند.

نکات کاربردی ضد یخ

-عواقب استفاده نکردن از ضد یخ

      1.از کار افتادن موتور

مایع خنک کننده برای پایین آمدن اجزای گرم شده موتور می‌باشد. اگر خنک کننده‌ای وجود نداشته باشد، قطعات موتور گرم می‌شوند اما هرگز خنک نمی‌شوند. این به نوبه خود منجر به خرابی موتور و خراب شدن قطعات مربوطه می‌شود. هنگامی که موتور خراب می‌شود، قلب ماشین از بین می‌رود. بنابراین ماشین شما جوهره وجود خود را از دست می‌دهد.

شماتیک کلی از سیستم خنک‌کننده موتورخودرو

امروز با پیشرفت تکنولوژی‌های جدید و اتومبیل‌های مدرن، شرایط به خوبی تغییر کرده‌است. هرگاه سطح خنک کننده پایین بیاید موتور به طور خودکار قطع می‌شود. این نشان‌دهنده نیاز به دوباره پرکردن مایع خنک کننده است. به عبارت ساده، شما قادر نخواهید بود رانندگی بیشتری داشته باشید تا زمانی که دوز مناسب مایع خنک کننده را به سیستم ارائه ندهید. این بدترین اتفاقی است که وقتی ماشین شما از خنک کننده خارج شود اتفاق می‌افتد.

       2. سو عملکرد بخاری اتومبیل

در حقیقت، بخاری ماشین از گرمای باقی‌مانده‌ای که مایع خنک کننده از موتور جذب می‌کند استفاده می‌کند. کاملا بدیهی است که در صورت عدم وجود خنک کننده، بخاری دوز گرمایی را که برای کارکرد لازم است دریافت نمی‌کند. در چنین شرایطی، بخاری به هیچ وجه هوای گرم نمی‌دهد.

این مورد شدیدی خواهد بود که شما قادر به رسیدگی به آن نیستید. رانندگی در زمستان کاری است که شما نمی‌توانید از آن لذت ببرید؛ در حالی که میزان خنک کننده کافی نباشد. می‌توانید نکات مربوط به تعمیر و نگهداری را برای علائم پایین بودن سطح خنک کننده بررسی کنید.

      3.مصرف بیشتر متوسط سوخت

مزیت موتور است که در مقادیر مناسب دما در مصرف سوخت خود صرفه‌جویی می‌كند. این یکی از مهم‌ترین عواملی است که هر صاحب خودرو باید از پس افزایش قیمت سوخت مراقبت کند. پس بهتر است که سطح خنک کننده را بررسی کنید و هرگز از علائم کوچک غافل نشوید، زیرا می‌توانند منجر به حوادث جبران ناپذیری شوند.

      4.حوادث جبران‌ناپذیر

نداشتن ضدیخ در دمای زیر صفر نه تنها باعث یخ زدن مایع خنک‌ کننده می‌شود، بلکه عواقب دیگری هم دارد.  به دلیل این که آب در زمان یخ زدن افزایش حجم پیدا می‌کند، و این مساله به بلوک موتور فشار می‌آورد. متاسفانه بلوک موتور از جنس آهن یا آلومنیوم ساخته می‌شود و مقاومت زیادی در برابر خاصیت کشسانی ندارد؛ به این ترتیب اتفاقات خیلی بدی رخ می دهد.یعنی ترکیدن بلوک موتور، پاره شدن  شلنگ‌ها و نابود شدن شبکه‌های رادیاتور!

-چگونه می‌توان سطح ضد یخ را بررسی کرد؟

شما همیشه نیازی به باز کردن درب روی رادیاتور ندارید. ابتدا بررسی کنید که آیا مایع به خط نشانگر "Full" در کنار مخزن مایع خنک کننده رسیده است یا خیر. این مخزن بخشی از سیستم بازیابی مایع خنک کننده است. اگر مایع به خط نشانگر "کامل" نرسد، درپوش مخزن را باز کنید و مخلوط 50/50 آب و مایع خنک کننده را اضافه کنید تا زمانی که به خط نشانه برسد. می‌توانید خنک کننده‌هایی را پیدا کنید که از پیش تعیین شده هستند. برای اطمینان از درصد مناسب آب و ضد یخ، یک راه حل از پیش تعیین شده پیشنهاد می‌شود. بطری خنک کننده خود را بررسی کنید تا ببینید که قبلا از آن استفاده کرده‌اید یا باید خودتان آب اضافه کنید. هرگز فقط آب را به سیستم خنک کننده خود اضافه نکنید مگر در مواقع اضطراری. دلیل این امر این است که بیشتر موتورهای مدرن دارای سرسیلندرهایی هستند که از آلومینیوم تشکیل شده‌اند. این سرسیلندرهای آلومینیومی به خواص ضد خوردگی موجود در ضد یخ شما نیاز دارند. به یاد داشته باشید که هر بار از مخلوط 50/50 استفاده کنید.

علت جوش آوردن سیستم خنک‌کننده موتور

موتورهای بنزینی گرچه تا حد زیادی بهبود يافته‌ و اصلاح شده‌اند، اما هنوز بازده بالايي برای تبديل انرژی شیمیایی به توان مکانیکی ندارند. بيشترين ميزان انرژي موجود در بنزين (شايد 70درصد) به گرما تبديل می‌شود و مهم‌ترين وظيفه سيستم خنک کاری خودرو، مراقبت و استفاده صحيح از گرمای ايجاد شده است. در واقع، نخستين وظيفه سيستم خنک کاری خودرو، جلوگيري از گرم‌شدن بيش از حد مجاز خودرو ازطريق انتقال گرما به هواي بيرون خودرو است. موتور خودرو، بهترين عملكرد را در دمای مناسب و بهينه بالای خود دارد. وقتي موتور سرد است، عملكرد اجزاي آن با نقصان مواجه می‌شود و بازده موتور كمتر و در نتيجه آلودگي ايجاد شده بيشتر مي‌شود. بنابراين، ديگر وظيفه مهم سيستم خنک کاری خودرو اين است كه به موتور اجازه دهد با سرعت ممكن به دماي بالای بهينه و مناسب برسد و گرم شود، سپس موتور را در دمايي ثابت نگه دارد. درون موتور خودرو، سوخت به طور دائم مي‌سوزد و عمل احتراق انجام می‌شود. گرمای حاصل از احتراق، به ميزان زيادي از طريق اگزوز خارج مي‌شود، اما مقداری از گرمای ايجاد شده به داخل موتور رسوخ كرده و باعث افزايش دما و در نهايت گرم شدن موتور می شود .

موتور، زمانی خوب كار می‌کند كه به دمای مطلوب برسد.معمولا دمای مايع رادیاتور، حدود 93درجه سانتی‌گراد يا حدود 200 درجه فارنهايت باید باشد. در اين دما؛

- محفظه احتراق به اندازه کافی گرم می‌شود تا احتراقی بهتر و آلودگی كمترحاصل شود.

- لزجت روغن موتور كمتر و در نتيجه عملكرد اجزای آن روانتر و درنهايت ميزان اتلاف توان موتور كمتر می‌شود.

- فرسايش قطعات و اجزای فلزی كمتر می‌شود.

اخطارهای ایمنی

1- برخی از این مخازن خنک کننده تحت فشار قرار دارند و دارای درپوش فشار رادیاتور هستند که هنگام باز کردن مخزن، می‌تواند بترکد و به بیرون پمپ شود. پس با احتیاط این کار را انجام دهید. اگر صاحب وسیله نقلیه قدیمی‌تر هستید، ممکن است ماشین شما مخزن خنک کننده نداشته باشد، بنابراین برای بررسی سطح خنک کننده خود، مجبور خواهید بود که درپوش را روی خود رادیاتور باز کنید.

2- هرگز روی موتور داغ خنک‌کننده نریزید!! اگر متوجه شدید نیاز به اضافه کردن مایع بیشتری دارید، صبر کنید تا موتور خنک شود. این امر از احتمال سوخته شدن یا ترکیدن موتور موتور جلوگیری می‌کند. حتی اگر در کنار جاده با مشکل روبرو هستید و قبل از رسیدن به تعمیرگاه باید به سادگی آب اضافه کنید، صبر کنید تا موتور شما خنک شود. علاوه بر این، در حین گرم بودن موتور، حتی در بررسی سطح، درپوش روی مخزن مایع خنک کننده یا رادیاتور را باز نکنید. اگر این کار را انجام دهید، به خصوص در سیستم تحت فشار، ممکن است مایع خنک کننده داغ به بیرون پرتاب شود.

زمان تعویض یا تعمیر:

• اگر مایع خنک کننده شما بی‌رنگ، زنگ زده، یا اشیا خارجی در آن شناور هستند، باید سیستم خنک‌کننده خود را کاملا شستشو داده و یک مخلوط جدید 50/50 اضافه کنید.

• اگر متوجه شدید که مخلوط ضد یخ شما دارای سطح لجن یا روغنی است، حتما خودرو را بلافاصله به مکانیکی ببرید. آن‌ها نیاز به بررسی نشت واشر سر داخلی دارند و دارای ابزارهای تخصصی برای انجام این چک کردن هستند.

• شیلنگ‌های رادیاتور خود را بررسی کنید. اگر در حال نشت، برآمدگی یا ترک خوردگی هستند، فورا آن‌ها را با شیلنگ‌های سالم جایگزین کنید.

منبع : واحد تحقیق و توسعه شرکت پویا شیمی شکوفا