Вещество, которое сшивает молекулы

Фармацевтика, производство текстиля, бумаги, клея, красителей и строительных смесей — это неполный перечень применения глиоксаля. Химпродукт повсеместно востребован, а его выпуск в России может кратно вырасти. Для синтеза глиоксаля необходим этиленгликоль.

Основной объем этиленгликоля (ЭГ) идет на производство разнообразных незамерзающих жидкостей, полиэтилентерефталата и полиэфирных волокон, однако с помощью ЭГ можно получать и другие пользующиеся спросом продукты. Глиоксаль, который также называют этандиалем, щавелевым альдегидом и диформилом — один из них.

Свойства и производство

Глиоксаль (химическая формула OCHCHO) — это желтая жидкость с запахом формалина, которую в товарном виде обычно реализуют как 40-процентный водный раствор. Глиоксаль также продают и в виде кристаллов (смесь гидратированных олигомеров глиоксаля). Вещество кипит при температуре 51 °C и замерзает при -14 °C. У глиоксаля высокая реактивная способность за счет двух альдегидных групп, что позволяет получать разнообразные новые соединения.

Это вещество в лабораторных условиях получили еще в позапрошлом веке, а промышленное производство запустили в 1960-е годы.

Сегодня используют два основных промышленных способа получения глиоксаля:

• окисление ЭГ в газовой фазе с применением серебряного или медного катализатора;

• окисление азотной кислотой ацетальдегида в жидкой фазе.

Наиболее распространен первый способ. Он позволяет добиться высокой селективности по выходу глиоксаля, обеспечить непрерывный технологический процесс без простоя оборудования и не приводит к образованию токсичных отходов. Эффективность производства с использованием ЭГ постоянно улучшают за счет разработки новых катализаторов.

Глиоксаль относится к третьему классу опасности и может вызывать серьезные раздражения кожи и слизистых. Взаимодействие с ним требует использования средств индивидуальной защиты.

Повсеместно нужное вещество

Глиоксаль – исключительно многофункциональное соединение с низкой токсичностью и высокой реакционной способностью, чьи химические свойства находят применение в самых разных отраслях. Сила глиоксаля в том, что он может эффективно «сшивать» молекулы и модифицировать материалы, придавая им свойства нерастворимости и влагостойкости.

В химпроме глиоксаль служит промежуточным продуктом для органического синтеза. С его помощью получают гетероциклы, а также производные полиакрилатов и поливинилового спирта. Это делает его незаменимым звеном в цепочках производства высокотехнологичных полимеров и специализированных химреагентов.

Фармацевтика активно использует глиоксаль как сырье для синтеза активных субстанций. На его основе создают имидазольные соединения – например, тинидазол, метронидазол и диметридазол, применяемые в антимикробной терапии, например, при лечении венерических болезней. Кроме того, глиоксаль входит в состав дезинфицирующих средств для стерилизации медицинского оборудования и обработки поверхностей. Известно свыше трех сотен наименований фармпродуктвов с использованием глиоксаля и его производных.

В нефтегазовой отрасли глиоксаль выполняет две важные функции: выступает ингибитором сероводорода при очистке нефти и газа, а также служит биоцидом для обработки буровых растворов, который предотвращает развитие микроорганизмов, способных ухудшать работу скважин и оборудования.

Текстильная промышленность использует глиоксаль для придания тканям свойства несминаемости. При этом сохраняются комфорт и воздухопроницаемость натуральных волокон.

Глиоксаль закупают и для сегмента производства одежды из натуральной кожи. При дублении кожи он обеспечивает новые связи между белковыми цепями, в результате кожа не набухает при воздействии влаги и становится более термостабильной.

Деревообработка и бумажная индустрия используют глиоксаль как модификатор карбамидоформальдегидных смол. Это снижает выбросы свободного формальдегида при производстве ДСП, фанеры и мелованной бумаги, повышая экологичность готовой продукции. Одновременно улучшаются механическая прочность и влагостойкость материалов.

В лакокрасочной промышленности глиоксаль добавляют в краски, клеи и пропитки, чтобы повысить их водостойкость, стойкость к истиранию и долговечность. Особенно эффективно он работает в составе клеев на основе поливинилового спирта и поливинилацетата.

В строительстве глиоксаль вводят в сухие строительные смеси, бетоны и растворы. Он улучшает их прочность, водо- и морозостойкость, что критично для эксплуатации в сложных климатических условиях. Также глиоксаль служит компонентом специальных добавок, повышающих долговечность конструкций.

В сельском хозяйстве глиоксаль востребован для дезинфекции зернохранилищ, животноводческих помещений и оборудования. Это помогает предотвратить развитие патогенных микроорганизмов и снизить потери урожая.

Наконец, в производстве упаковочных материалов глиоксаль модифицирует картон и бумагу, повышая их прочность и влагостойкость.

Таким образом, универсальность глиоксаля позволяет решать широкий круг задач для производителей конечных продуктов.

Глиоксаль применяют в реставрации старинных книг и архивных документов. Вещество «сшивает» волокна старой бумаги, укрепляя ее структуру и формирует водостойкую пленку.

Глиоксаль в мире и в России

В открытых источниках чрезвычайно мало данных о рынке глиоксаля и его динамике. В числе крупнейших производителей глиоксаля называют компании BASF (Германия), Huntsman Corporation (США), Eastman Chemical Company (США), Oxea GmbH (Германия). Значительные мощности также сосредоточены в Китае. Все источники указывают на то, что в ближайшие годы потребление глиоксаля в мире будет расти. Ключевыми драйверами выступают расширение применения глиоксаля в текстильной, бумажной, кожевенной, фармацевтической, агрохимической и нефтегазовой отраслях.

Во времена СССР глиоксаль производили в Армении, а в России собственное производство этого продукта появилось только в начале 2010-х. Компания «Новохим» в Томске запустила участок по выпуску глиоксаля именно этиленгликолевым способом, используя оригинальный катализатор, который разработали местные ученые. На сегодня «Новохим» предлагает раствор глиоксаля и кристаллический глиоксаль. Объем производства продукта «Новохимом» оценивают в 1,5 тыс. тонн в год.

«Новохим» производит «Антиржавин» — реагент для промывки трубопроводов и систем отопления от ржавчины и минеральных отложений. В составе «Антиржавина» глиоксаль увеличивает проникающую способность реагента.

В 2012 году опытно-промышленное производство глиоксаля открыли в ФНПЦ «Алтай» (Бийск). Сообщалось, что годовой объем производства составит около 500 тонн, а конечный продукт будет предназначаться главным образом для фармацевтики. Однако на сегодняшний день нет никаких подтверждений того, что выпуск глиоксаля на этой площадке продолжается.

С большой долей вероятности томский «Новохим» остается сейчас единственным производителем глиоксаля в стране. В конце 2025 года стало известно, что «Новохим» в 2027 году планирует запустить новое производство этого хипродукта мощностью 10 тыс. тонн в год. Таким образом, выпуск глиоксаля в России вырастет в разы, что вероятно, позволит сделать важный шаг в области импортозамещения этого востребованного химиката.