Гликоли

Гликоли: Введение

Гликоли — это органические соединения из группы спиртов, характеризующиеся наличием двух гидроксильных групп (–OH), присоединённых к различным атомам углерода, что делает их диолами. Наиболее распространёнными гликолями являются этиленгликоль (EG) и пропиленгликоль (PG), однако существуют и другие виды гликолей.

Гликоли широко используются в промышленности в качестве антифризов, охлаждающих жидкостей, растворителей, увлажнителей, а также в производстве косметики, фармацевтики, продуктов питания и пластмасс.

Виды гликолей

(A) Этиленгликоль (EG)

• Химическая формула: C₂H₆O₂

• Молекулярная масса: 62,07 г/моль

• CAS-номер: 107-21-1

• Применение:

  • Антифриз: широко используется в автомобильной промышленности как антифриз и охлаждающая жидкость.

  • Производство полиэфиров: ключевой компонент в производстве полиэтилентерефталата (ПЭТ) для изготовления пластиковых бутылок и текстиля.

  • Гидравлические жидкости: используется как основа для гидравлических жидкостей.

  • Размораживающие жидкости: применяется для размораживания на аэродромах и дорогах.

  • Растворитель: используется в фармацевтической и косметической промышленности.

(B) Пропиленгликоль (PG)

• Химическая формула: C₃H₈O₂

• Молекулярная масса: 76,09 г/моль

• CAS-номер: 57-55-6

• Применение:

  • Пищевая и фармацевтическая промышленность: одобрен для использования в пищевых продуктах, лекарствах и косметике как увлажнитель, стабилизатор и растворитель.

  • Косметика и средства личной гигиены: используется в шампунях, кремах, лосьонах и дезодорантах как увлажнитель.

  • Антифриз: применяется в формулах антифризов для транспортных средств, особенно там, где требуется меньшая токсичность по сравнению с этиленгликолем.

  • Электронные жидкости: широко используется в производстве жидкостей для электронных сигарет в качестве основы.

(C) Бутиленгликоль

• Химическая формула: C₄H₁₀O₂

• Молекулярная масса: 90,12 г/моль

• CAS-номер: 203-905-0

• Применение: часто используется как увлажнитель, растворитель и смягчающее средство в косметике, а также в промышленных приложениях, где требуются свойства гликолей.

(D) Диэтиленгликоль (DEG)

• Химическая формула: C₄H₁₀O₃

• Молекулярная масса: 106,12 г/моль

• CAS-номер: 111-46-6

• Применение: используется как растворитель, пластификатор и компонент антифризов, хотя он более токсичен, чем этиленгликоль, и редко используется в пищевых продуктах.

Сравнение различных гликолей

Технические характеристики гликолей

• Плотность:

  • Этиленгликоль: 1,113 г/см³ при 20°C

  • Пропиленгликоль: 1,036 г/см³ при 20°C

• Температура кипения:

  • Этиленгликоль: 197,5°C

  • Пропиленгликоль: 188,2°C

• Температура плавления:

  • Этиленгликоль: -12,9°C

  • Пропиленгликоль: -59°C

• Вязкость:

  • Этиленгликоль: 16,1 cP при 20°C

  • Пропиленгликоль: 49,3 cP при 20°C

• Растворимость в воде: оба гликоля высоко растворимы в воде благодаря наличию гидроксильных групп.

• Температура вспышки:

  • Этиленгликоль: 111°C (закрытый тигель)

  • Пропиленгликоль: 104°C (закрытый тигель)

• pH: оба гликоля нейтральны (pH ~7 в водном растворе)

Применение гликолей

(A) Автомобильная и промышленная сферы

• Антифризы и охлаждающие жидкости: этиленгликоль и пропиленгликоль широко используются в автомобильных антифризах и охлаждающих жидкостях благодаря их низкой температуре замерзания и высокой температуре кипения.

• Размораживание: EG используется в жидкостях для размораживания самолётов и взлётно-посадочных полос, в то время как PG применяется в нетоксичных средствах для размораживания.

(B) Химическая промышленность

• Производство полимеров: этиленгликоль является основным мономером в синтезе полиэфира (ПЭТ), используемого в текстиле, бутылках и плёнках.

• Растворители: оба гликоля используются как растворители в производстве красок, покрытий и лаков.

• Пластификаторы: диэтиленгликоль и пропиленгликоль используются как пластификаторы для повышения гибкости пластмасс.

(C) Пищевая, фармацевтическая и косметическая промышленность

• Пищевые добавки: пропиленгликоль признан безопасной добавкой (GRAS) и используется в пищевых продуктах как увлажнитель и стабилизатор.

• Косметика: гликоли, особенно пропиленгликоль, применяются в косметике и средствах личной гигиены для удержания влаги и предотвращения высыхания продуктов.

• Фармацевтика: гликоли используются как вспомогательные вещества в лекарственных формах, обеспечивая удержание влаги и транспортировку активных ингредиентов.

(D) Текстильная и кожевенная промышленность

• Увлажнитель: в текстильной промышленности гликоли, особенно пропиленгликоль, используются для поддержания влажности и мягкости тканей и кожаных изделий.

Спецификации и стандарты

• ASTM (Американское общество по испытаниям и материалам):

  • ASTM D1177: методы испытаний температуры замерзания охлаждающих жидкостей двигателя.

  • ASTM D6322: руководство по полимеризации антифризов на основе гликоля.

  • ASTM E274: методы испытаний низкотемпературных свойств охлаждающих жидкостей на основе гликоля.

• ISO (Международная организация по стандартизации):

  • ISO 2819: спецификация для этиленгликоля, используемого в антифризах и промышленных системах охлаждения.

  • ISO 4586: стандарты, связанные с жидкостями для размораживания на основе гликоля, используемыми в аэропортах и на взлётно-посадочных полосах.

• Стандарты Европейского союза:

  • Регламент ЕС № 231/2012: определяет пропиленгликоль как добавку в пищевые продукты и фармацевтические препараты.

  • Номера EINECS: пропиленгликоль зарегистрирован под номером 200-338-0, а этиленгликоль — под номером 203-473-3.

Обращение и меры безопасности

• Хранение: гликоли следует хранить в прохладных, сухих условиях вдали от источников тепла. Контейнеры должны быть плотно закрыты для предотвращения поглощения влаги.

• Безопасность: хотя пропиленгликоль считается нетоксичным, этиленгликоль высоко токсичен при приёме внутрь. Необходимо соблюдать надлежащие меры предосторожности, включая использование защитных перчаток, очков и респираторов при обращении.

• Воздействие на окружающую среду: оба гликоля биоразлагаемы, но могут оказывать воздействие на окружающую среду, особенно в больших