Methyl Ethyl Ketone (MEK) là gì? Ứng Dụng Làm Chất Kết Dính Đặc Biệt

Methyl Ethyl Ketone (MEK) là một dung môi hữu cơ quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất keo dán, sơn và mực in. Bài viết này sẽ tập trung vào việc làm rõ MEK là gì, tính chất của nó, ứng dụng làm chất kết dính đặc biệt, cũng như những lưu ý an toàn khi sử dụng MEK.

Methyl Ethyl Ketone (MEK) là gì?

Methyl Ethyl Ketone, thường được viết tắt là MEK, là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm ketone, có công thức hóa học là CH3C(O)CH2CH3, đôi khi còn được gọi với tên khác là butanone, về bản chất, MEK là một chất lỏng không màu, có mùi đặc trưng tương tự như mùi acetone (chất tẩy sơn móng tay) nhưng hơi hắc hơn, MEK tan được trong nước ở một mức độ nhất định và tan tốt trong nhiều dung môi hữu cơ khác.

Tính chất vật lý của Methyl Ethyl Ketone (MEK)

Methyl Ethyl Ketone (MEK), hay còn gọi là butanone, là một hợp chất hữu cơ có nhiều tính chất vật lý đặc trưng, đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp của nó. Trước hết, MEK là một chất lỏng không màu, trong suốt ở điều kiện thường, có mùi hăng, ngọt tương tự như mùi acetone (chất tẩy sơn móng tay) nhưng có phần gắt hơn. Về khối lượng riêng, MEK có tỷ trọng khoảng 0.805 g/cm³, nhẹ hơn một chút so với nước (1 g/cm³).

Một trong những tính chất quan trọng nhất của MEK là nhiệt độ sôi tương đối thấp, chỉ 79.6°C (175.3°F). Điều này, kết hợp với áp suất hơi cao (khoảng 78 mmHg ở 20°C), làm cho MEK trở thành một chất dễ bay hơi. Nhiệt độ nóng chảy của MEK là -86°C (-123°F), cho thấy nó vẫn ở dạng lỏng trong một khoảng nhiệt độ rất rộng.

Độ tan của MEK cũng là một tính chất đáng chú ý. MEK tan được trong nước ở một mức độ nhất định (khoảng 27.5 g/100 mL ở 20°C), nhưng độ tan giảm khi nhiệt độ tăng. MEK tan tốt trong hầu hết các dung môi hữu cơ thông thường như alcohol, ether, benzene, chloroform, và các dung môi phân cực khác.

Về độ nhớt, MEK có độ nhớt thấp (khoảng 0.43 cP ở 20°C), nghĩa là nó chảy dễ dàng, tương tự như nước. Tính chất này, cùng với khả năng bay hơi nhanh, làm cho MEK trở thành một dung môi lý tưởng trong nhiều ứng dụng.

Cuối cùng, MEK là một chất dễ cháy, với điểm chớp cháy (flash point) khoảng -9°C (16°F). Điều này có nghĩa là hơi MEK có thể bắt lửa và gây cháy nổ ở nhiệt độ tương đối thấp, đòi hỏi phải hết sức cẩn thận khi sử dụng và bảo quản.

Tính Chất Vật Lý	Giá Trị
Trạng thái	Lỏng
Màu sắc	Không màu
Mùi	Hăng, ngọt, tương tự acetone
Khối lượng riêng	0.805 g/cm³ (ở 20°C)
Nhiệt độ sôi	79.6°C (175.3°F)
Nhiệt độ nóng chảy	-86°C (-123°F)
Độ tan trong nước	27.5 g/100 mL (ở 20°C)
Áp suất hơi	78 mmHg (ở 20°C)
Độ nhớt	0.43 cP (ở 20°C)
Điểm chớp cháy (Flash point)	-9°C (16°F)

Tính chất hoá học của Methyl Ethyl Ketone (MEK)

Về mặt hóa học, Methyl Ethyl Ketone (MEK), hay butanone, là một ketone đơn giản, và do đó, nó thể hiện các tính chất hóa học đặc trưng của nhóm chức carbonyl (>C=O). Các phản ứng hóa học quan trọng của MEK chủ yếu xoay quanh nhóm carbonyl này.

Một trong những phản ứng quan trọng nhất là phản ứng cộng nucleophile. Nhóm carbonyl trong MEK có carbon mang điện tích dương một phần (do độ âm điện của oxy lớn hơn), dễ bị tấn công bởi các tác nhân nucleophile (các tác nhân giàu electron, ví dụ: CN-, OH-, NH3, RMgX…). Phản ứng cộng nucleophile có thể dẫn đến sự hình thành các hợp chất mới, ví dụ:

Phản ứng với HCN: Tạo thành cyanohydrin.
Phản ứng với thuốc thử Grignard (RMgX): Tạo thành rượu bậc ba.
Phản ứng với hydrazine (NH2NH2) và các dẫn xuất của nó: Tạo thành hydrazone và các hợp chất tương tự, được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ và phân tích.

MEK cũng có thể tham gia phản ứng khử. Nhóm carbonyl có thể bị khử thành nhóm hydroxyl (-OH), tạo thành rượu bậc hai (sec-butanol) bằng các tác nhân khử như NaBH4, LiAlH4, hoặc bằng quá trình hydro hóa xúc tác (H2/Ni, Pt, Pd…).

Ngoài ra, MEK còn có thể tham gia phản ứng oxy hóa. Tuy nhiên, MEK khá bền với các chất oxy hóa nhẹ (như thuốc tím KMnO4 trong môi trường trung tính hoặc kiềm). Chỉ khi sử dụng các chất oxy hóa mạnh (như KMnO4 trong môi trường axit, CrO3…) ở nhiệt độ cao, MEK mới bị oxy hóa, mạch carbon bị cắt đứt, tạo thành các axit carboxylic.

Một phản ứng quan trọng khác liên quan đến MEK là phản ứng aldol hóa. MEK có nguyên tử hydro alpha (hydro gắn với carbon bên cạnh nhóm carbonyl) có tính axit yếu, có thể bị deproton hóa bởi base mạnh, tạo thành enolate. Enolate này có thể tấn công vào nhóm carbonyl của một phân tử MEK khác (hoặc aldehyde/ketone khác), tạo thành sản phẩm aldol (beta-hydroxy ketone). Phản ứng aldol hóa thường được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ để tạo ra các phân tử phức tạp hơn.

MEK tương đối trơ với các axit và bazơ loãng ở nhiệt độ thường. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao hoặc với các axit/bazơ mạnh, MEK có thể tham gia phản ứng.

Về tính dễ cháy, MEK là một chất dễ cháy, hơi của nó có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí trong một khoảng nồng độ nhất định (giới hạn nổ dưới – LEL: khoảng 1.4%, giới hạn nổ trên – UEL: khoảng 11.4%).

Methyl Ethyl Ketone (MEK) ứng dụng trong làm chất kết dính đặc biệt

Mặc dù bản thân Methyl Ethyl Ketone (MEK) không phải là một chất kết dính (adhesive) theo đúng nghĩa, nó đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong nhiều loại keo dán và chất kết dính công nghiệp, đặc biệt là các loại keo dán gốc dung môi (solvent-based adhesives). Vai trò chính của MEK trong các sản phẩm này là dung môi.

Cơ chế hoạt động của MEK trong keo dán

Hòa tan: MEK có khả năng hòa tan rất tốt nhiều loại nhựa, polymer, và cao su tự nhiên/tổng hợp – là những thành phần chính tạo nên tính kết dính của keo. Các loại nhựa/polymer/cao su thường được sử dụng trong keo dán mà MEK có thể hòa tan bao gồm:

Nhựa Acrylic: (Ví dụ: polymethyl methacrylate – PMMA).
Nhựa Vinyl: (Ví dụ: polyvinyl chloride – PVC, polyvinyl acetate – PVA).
Cao su tổng hợp: (Ví dụ: neoprene, nitrile rubber, styrene-butadiene rubber – SBR).
Cellulose derivatives: (Ví dụ: nitrocellulose, cellulose acetate).
Một số loại nhựa epoxy (không phải tất cả).
Và nhiều loại nhựa, polymer khác…

Khi các loại nhựa/polymer này được hòa tan trong MEK, chúng tạo thành một dung dịch đồng nhất, có độ nhớt thích hợp để dễ dàng thi công (quét, phun, lăn…) lên bề mặt cần dán.

Bay hơi: Sau khi keo dán được thi công lên bề mặt, MEK bắt đầu bay hơi nhanh chóng do có nhiệt độ sôi thấp và áp suất hơi cao. Khi MEK bay hơi, các thành phần nhựa/polymer/cao su trong keo sẽ kết tủa (precipitate) hoặc đông đặc lại, tạo thành một lớp màng mỏng, liên kết hai bề mặt vật liệu lại với nhau. Tốc độ bay hơi nhanh của MEK giúp keo khô nhanh, rút ngắn thời gian thi công.
Thấm ướt: MEK có khả năng thấm ướt tốt trên nhiều loại bề mặt (kim loại, nhựa, gỗ, da, vải…), giúp keo dán lan rộng và bám dính đều trên bề mặt.

Các loại keo dán sử dụng MEK

MEK được sử dụng làm dung môi trong nhiều loại keo dán công nghiệp, bao gồm:

Keo dán cao su (Rubber cement): Thường dùng để dán các vật liệu như cao su, da, vải, giấy…
Keo dán acrylic: Dùng để dán các loại nhựa acrylic, mica, polycarbonate…
Keo dán vinyl (PVC cement): Dùng để dán ống nhựa PVC, các vật liệu từ nhựa PVC…
Keo dán tiếp xúc (Contact cement): Dùng để dán các vật liệu như gỗ, laminate, veneer, formica, cao su, da, kim loại… (loại keo này thường được quét lên cả hai bề mặt cần dán, chờ cho dung môi bay hơi một phần rồi mới ép hai bề mặt lại với nhau).
Keo dán đa năng (Multi-purpose adhesives): Có thể dán được nhiều loại vật liệu khác nhau.
Keo dán trong ngành sản xuất giày dép, túi xách
Keo trong sản xuất băng keo, băng dính
Một số loại sơn, mực in: (MEK cũng được sử dụng làm dung môi trong một số loại sơn và mực in, giúp tạo độ nhớt phù hợp và giúp sơn/mực in khô nhanh).

Ưu Điểm của Keo Dán Sử Dụng MEK

Khô nhanh: Do MEK bay hơi nhanh.
Độ bám dính tốt: Trên nhiều loại vật liệu (tùy thuộc vào loại nhựa/polymer trong keo).
Chịu được nước, hóa chất: (Tùy thuộc vào loại nhựa/polymer trong keo).
Dễ thi công: Keo có độ nhớt thích hợp, dễ dàng quét, phun, hoặc lăn.

Nhược Điểm của Keo Dán Sử Dụng MEK

Mùi khó chịu, độc hại: MEK có mùi hắc, gây khó chịu và có thể gây hại cho sức khỏe nếu hít phải ở nồng độ cao hoặc trong thời gian dài. Cần sử dụng ở nơi thông thoáng và đeo khẩu trang, găng tay bảo hộ.
Dễ cháy: MEK là chất dễ cháy, cần cẩn thận khi sử dụng và bảo quản, tránh xa nguồn lửa, nhiệt.
Có thể làm hỏng một số loại nhựa, cao su: MEK có thể hòa tan hoặc làm mềm một số loại nhựa (như polystyrene – PS, ABS) và cao su. Cần kiểm tra tính tương thích trước khi sử dụng.
Bay hơi nhanh: Có thể gây khó khăn khi thi công trên diện rộng hoặc trong điều kiện nóng, vì keo có thể khô quá nhanh trước khi kịp dán.

Ứng dụng khác của MEK

Ngoài vai trò quan trọng là dung môi trong sản xuất keo dán, Methyl Ethyl Ketone (MEK) còn có nhiều ứng dụng khác trong các ngành công nghiệp và đời sống, nhờ vào các tính chất vật lý và hóa học đặc trưng của nó.

Dung môi trong sản xuất sơn và mực in

MEK là một dung môi mạnh, có khả năng hòa tan tốt nhiều loại nhựa, polymer, và các chất tạo màu được sử dụng trong sản xuất sơn và mực in.

MEK giúp:

Điều chỉnh độ nhớt: Giúp sơn và mực in có độ nhớt phù hợp để dễ dàng thi công (quét, phun, in…).
Tăng độ bám dính: Giúp sơn và mực in bám dính tốt trên bề mặt vật liệu.
Thúc đẩy quá trình khô: MEK bay hơi nhanh, giúp sơn và mực in khô nhanh.
Tạo độ bóng: (Đối với một số loại sơn).

MEK thường được sử dụng trong các loại sơn và mực in sau:

Sơn gốc acrylic.
Sơn gốc vinyl.
Sơn gốc nitrocellulose.
Mực in lụa (screen printing).
Mực in ống đồng (gravure printing).

Chất tẩy rửa và tẩy dầu mỡ

MEK có khả năng hòa tan mạnh dầu mỡ, sáp, nhựa, và nhiều loại chất bẩn khác, nên được sử dụng làm chất tẩy rửa và tẩy dầu mỡ trong nhiều lĩnh vực:

Công nghiệp:

Tẩy dầu mỡ trên bề mặt kim loại trước khi sơn, mạ, hàn…
Vệ sinh máy móc, thiết bị, dụng cụ.
Tẩy rửa các vết sơn, keo dán cũ.

Trong gia đình: (Ít phổ biến hơn, cần cẩn thận vì MEK độc hại)

Có thể được sử dụng để tẩy các vết bẩn cứng đầu trên một số bề mặt (nhưng cần kiểm tra tính tương thích trước).

Chất trung gian trong sản xuất hóa chất

MEK được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào hoặc chất trung gian trong quá trình tổng hợp một số hóa chất khác, ví dụ:

Methyl ethyl ketone peroxide (MEKP): Là một chất khơi mào (initiator) cho phản ứng trùng hợp gốc tự do, được sử dụng trong sản xuất nhựa polyester không no (unsaturated polyester resin) và composite.
2-Butanol (sec-butanol): Được sản xuất bằng cách hydro hóa MEK, là một dung môi và chất trung gian trong sản xuất các hóa chất khác.
Các hợp chất khác: MEK có thể được sử dụng để tổng hợp một số loại thuốc, hương liệu, và các hợp chất hữu cơ khác.

Chất chiết xuất

Trong một số trường hợp, MEK có thể được sử dụng làm dung môi để chiết xuất (tách) các chất từ hỗn hợp, ví dụ:

Chiết xuất các hợp chất tự nhiên từ thực vật (ít phổ biến, thường dùng các dung môi ít độc hại hơn).
Trong công nghiệp dược phẩm (ít phổ biến).

Tuy nhiên, do tính độc hại của MEK, ứng dụng này không phổ biến bằng các ứng dụng khác.

Lưu ý an toàn khi sử dụng MEK

Methyl Ethyl Ketone (MEK) là một hóa chất hữu ích, nhưng cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ đối với sức khỏe và an toàn nếu không được sử dụng đúng cách. Dưới đây là những lưu ý an toàn quan trọng cần tuân thủ nghiêm ngặt:

Độc tính của MEK

MEK có thể gây hại cho sức khỏe qua nhiều con đường:

Đường hô hấp (Hít phải):
- Hơi MEK gây kích ứng đường hô hấp, gây ho, khó thở, đau họng.
- Ở nồng độ cao, có thể gây chóng mặt, buồn nôn, nhức đầu, mất ý thức, thậm chí tử vong.
- Tiếp xúc lâu dài có thể gây tổn thương hệ thần kinh trung ương.
Đường tiêu hóa (Nuốt phải):
- Gây kích ứng niêm mạc miệng, họng, dạ dày, gây buồn nôn, nôn, đau bụng, tiêu chảy.
- Có thể gây tổn thương gan, thận.
Đường da (Tiếp xúc trực tiếp):
- Gây kích ứng da, làm khô da, nứt nẻ da, viêm da.
- Có thể gây mẩn đỏ, ngứa, rát.
- MEK có thể thấm qua da và đi vào máu, gây ảnh hưởng đến các cơ quan khác.
Đường mắt (Tiếp xúc trực tiếp):
- Gây kích ứng mắt, đỏ mắt, chảy nước mắt, đau rát.
- Ở nồng độ cao, có thể gây tổn thương giác mạc, thậm chí mù lòa.
Tác động lâu dài (Mạn tính):
- Tiếp xúc với MEK trong thời gian dài (nhiều tháng, nhiều năm), ngay cả ở nồng độ thấp, có thể gây ra các vấn đề sức khỏe mạn tính, như:
  - Tổn thương hệ thần kinh (giảm trí nhớ, giảm khả năng tập trung, thay đổi tính cách…).
  - Tổn thương gan, thận.
  - Ảnh hưởng đến hệ sinh sản.
  - Có thể gây ung thư (nghiên cứu trên động vật)

Biện pháp an toàn Methyl Ethyl Ketone (MEK)

Để giảm thiểu nguy cơ, cần thực hiện các biện pháp an toàn sau:

Thông gió :

Đây là biện pháp quan trọng nhất.

Luôn sử dụng MEK ở nơi thông thoáng, có hệ thống thông gió tốt (quạt hút, mở cửa sổ…).

Nếu làm việc trong không gian kín, cần sử dụng hệ thống thông gió cưỡng bức (hút khí độc ra ngoài và cấp khí tươi vào).

Đảm bảo nồng độ hơi MEK trong không khí không vượt quá giới hạn cho phép (PEL – Permissible Exposure Limit).

Trang bị bảo hộ cá nhân:

Khẩu trang: Sử dụng khẩu trang chuyên dụng có khả năng lọc hơi hữu cơ (organic vapor respirator). Không sử dụng khẩu trang y tế thông thường.

Kính bảo hộ: Đeo kính bảo hộ kín (goggles) để bảo vệ mắt khỏi bị bắn MEK vào.

Găng tay: Sử dụng găng tay chống hóa chất (nitrile, neoprene, butyl rubber…). Không sử dụng găng tay cao su tự nhiên, PVC, hoặc găng tay vải.

Quần áo bảo hộ: Mặc quần áo bảo hộ dài tay, kín, làm từ vật liệu không thấm MEK.

Giày bảo hộ: Mang giày bảo hộ kín, chống trượt.

Mũ bảo hộ: (Nếu cần).

Thao tác an toàn:

Tránh hít phải hơi MEK: Luôn đứng ở phía đầu gió, không cúi sát mặt vào thùng chứa MEK.

Không để MEK tiếp xúc với da, mắt: Nếu bị dính, phải rửa ngay bằng nhiều nước sạch và xà phòng (đối với da) hoặc rửa mắt liên tục bằng nước sạch trong ít nhất 15 phút (đối với mắt) và đến cơ sở y tế.

Không ăn uống, hút thuốc khi đang làm việc với MEK.

Rửa tay sạch bằng xà phòng và nước sau khi làm việc với MEK.

Thay quần áo bảo hộ ngay sau khi làm việc xong.

Không đổ MEK xuống cống rãnh hoặc ra môi trường.

Huấn luyện: Người lao động cần được huấn luyện về an toàn hóa chất, cách sử dụng MEK an toàn, và cách xử lý sự cố.

Phòng cháy chữa cháy:

MEK là chất dễ cháy và có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí.

Tránh xa nguồn nhiệt, lửa, tia lửa điện, bề mặt nóng.

Không hút thuốc gần khu vực có MEK.

Sử dụng các thiết bị điện phòng nổ (explosion-proof) trong khu vực có MEK.

Nối đất (grounding) và liên kết (bonding) các thùng chứa, thiết bị để tránh tích tụ tĩnh điện.

Có sẵn bình chữa cháy loại B (chữa cháy chất lỏng dễ cháy) và biết cách sử dụng.

Không sử dụng nước để chữa cháy MEK (vì MEK nhẹ hơn nước và có thể lan rộng đám cháy).

Bảo quản Methyl Ethyl Ketone (MEK)

Bảo quản MEK trong thùng chứa kín, làm bằng vật liệu chịu được MEK (thép không gỉ, nhôm…).

Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp.

Để xa tầm tay trẻ em và thú nuôi.

Không để MEK gần các chất oxy hóa mạnh, axit mạnh, bazơ mạnh, các chất dễ cháy khác.

Không sử dụng lại thùng chứa MEK để đựng các chất khác.

Dán nhãn rõ ràng trên thùng chứa MEK (tên chất, cảnh báo nguy hiểm, thông tin nhà sản xuất…).

Như vậy, Methyl Ethyl Ketone (MEK) vừa là một dung môi hữu ích, vừa là một hóa chất cần được sử dụng một cách thận trọng. Việc lựa chọn MEK hay các dung môi khác cho một ứng dụng cụ thể cần dựa trên sự cân nhắc kỹ lưỡng về tính chất, hiệu quả, chi phí và các yếu tố an toàn.

Nếu bạn đang tìm kiếm các giải pháp thay thế an toàn hơn cho MEK, hoặc cần tư vấn về việc sử dụng MEK an toàn, hãy tham khảo ý kiến của các chuyên gia hóa chất hoặc các nhà cung cấp uy tín. FSI Việt Nam, với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực hóa chất công nghiệp, là một địa chỉ mà bạn có thể tham khảo.

Share Social