Опасность пропиленгликоля
Данное вещество не влияет отрицательно на организм человека. ПГ официально признан соединением, не оказывающим вредного воздействия на здоровье. Это оправдывает его широкое распространение в пищевой промышленности, а также при изготовлении электронных сигарет. При этом воздействие вещества может принести вред человеку только в случае его поступления в организм в повышенной концентрации.
Если вдыхать пропиленгликоль в процессе парения вейпа, то это не вызовет у человека серьезного отравления. После поступления вещества в организм происходит его разложение на безопасные компоненты. Сначала оно преобразуется в молочную, а затем в пировиноградную кислоту. Последняя распадается на углекислый газ с водой.
Пропиленгликоль отличается быстрым выведением из организма. Большая его часть выходит из него уже спустя 4 часа. Только при высокой дозе (от 6 г/кг веса) ПГ может негативно воздействовать на почки.
Возможен вред для организма пропиленгликоля при его вдыхании. При курении вейпа вещество может спровоцировать аллергическую реакцию вплоть до удушья. Это касается людей, имеющих заболевания легких.
Если сравнивать ПГ и моноэтиленгликоль, то второе вещество при сходном названии отличается более опасным действием на человека. После попадания в организм идет распад соединения, в результате чего образуется щавелевая кислота. Она токсична для человека.
Применение пропиленгликоля
Пропиленгликоль — по химической структуре представляет собой двухатомный спирт. Как и все спирты, обладает свойством хорошо удерживать влагу, поэтому широко используется производителями косметической продукции качестве гигроскопичного увлажняющего ингредиента. Показано, что в больших количествах пропиленгликоль может вызывать привыкание и оказывать побочные воздействия, поэтому честные производители (по их заявкам) стараются не использовать этот увлажняющий компонент.
По своему составу и свойствам отличается от этиленгликоля, который используют в качестве антифриза и тормозной жидкости в автомобилях. Некоторые фирмы ошибочно уравнивают свойства этиленгликоля и пропиленгликоля, что в корне неверно. В органической химии отличие веществ даже на один атом влечет за собой изменение свойств соединений.
Обладает гигроскопическими свойствами, закипает при 187-188 С, температура замерзания -60 С. Химическая формула: C3H8O2.
Пропиленгликоль в виде водного раствора используется в различных отраслях промышленности в качестве хладоносителя (теплоносителя) холодильного (теплообменного) оборудования при охлаждении различных пищевых продуктов до температур в интервале от +12°С до -50°С, а также при погружном (экстренном) замораживании ягод, птицы, и др. продуктов.
Пропиленгликоль (propylene glycol) в косметике применяется как вещество, увлажняющее кожу. В промышленности используется в качестве антифриза в системе водяного охлаждения и как тормозная жидкость. Вещество способно вызвать контактный дерматит. В больших дозах токсично для органов дыхания, негативно влияет на иммунную и нервную системы.
Пропиленгликоль может применяться в качестве пищевой добавки (Е-1520). Благодаря низкой токсичности пропиленгликоля попадание небольшого (до 0,25%) количества хладоносителя на его основе в результате случайных протечек в пищевой продукт не вызывает порчи последнего.
Ключевую роль пропиленгликоль играет в парфюмерно-косметической отрасли, где он выступает одновременно как носитель, увлажнитель и умягчитель в составе всевозможных шампуней, кремов, помад, эликсиров, зубных паст и т.п.
Особенности использования для отопления
Теплоноситель пропиленгликоль заливается в систему, в соответствии техническими показателями. Перед применением антифриза следует провести ряд подготовительных действий:
- слить жидкость с системы, промыть все контуры с помощью каустической соды, убрать все отложения и ржавчину;
- выполнить уплотнение всех соединений, включая врезки и сгоны;
- удалить и заменить все содержащие цинк детали.
После этого можно заполнять систему раствором пропиленгликоля. При этом спусковой кран в самой нижней точке рекомендуется держать открытым. Такое действие позволит сразу увидеть, когда тепловые контуры полностью заполнятся. После наполнения система проверяется на отсутствие протечек и осуществляется пробный запуск отопительного оборудования.
Примечания
- ↑ 1 2 3 Glycols. Ed. by G. O. Gurme, F. Johnston. New York, Reinhold PublCorp., 1953. 389 p.
- ↑ Осипов О. A., Минкин В. И.. Гарновский А. Д. Справочник по дипольным моментам. Изд. 3-е. М., «Высшая школа». 1971. 416 с.
- ↑ Woolley Е. М., George R. E., J. Solut. Chem., 1974, v. 3, № 2, p. 119—126.
- ↑ Крешков А. И. Основы аналитической химии. Т. 3. М., «Химия», 1970. 472 с.
- ↑ Litovitz Т. A., Higgs В., Meister R., J. Chem. Phys., 1954, v. 22, № 8, p. 1281—1283.
- ↑ 1 2 Gallant R. W., Hydrocarb. Process.. 1967, v. 46, № 5, p. 201—215.
- ↑ Kato J. «Якугаку дзасси» (J. Pharm. Soc. Japan). 1958, v. 78, № 5, p. 565— 567; Rao V. M., Trans. Faraday Soc, 1962, v. 58, № 11, p. 2139—2143.
- ↑ Glycols. Properties and Uses. Midland (Michigan), The Dow Chem. Co., 1961. 64 p.
- ↑ Mellan I. Polyhydric Alcohols. Washington, Spartan Books, 1962. 208 p.
- ↑ Mellan I. Compatibility and Solubility. London, Noyes Develop. Corp., 1968. 304 p.
- ↑ A guide to glycols. The Dow Chemical company, 2003
- ↑ Краткая химическая энциклопедия. Т. 4. Под ред. И. Л. Кнунянца. М. «Советская энциклопедия», 1965, 1182 с.
- ↑ Пат. США 3491152 A970); РЖХим, 1971, 6Н47.
- ↑ Howard W.L., J. Chem. a. Eng. Data, 1969, v. 14, № 1, p. 129- пат. США 3632657 A972
- ↑ Терминологический словарь-справочник по пищевым добавкам и специям — Д. А. Васильев, Л. П. Пульчаровская, Г. Н. Зеленов; Кафедра микробиологии, вирусологии, эпизоотологии, ветеринарно — санитарной экспертизы Кафедра биотехнологии и переработки сельскохозяйственной продукции Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.
- ↑ Ам-Ам. Пищевые добавки.
Вред в курительных смесях
Трехатомный спирт присутствует и в обычных сигаретах. Его, как и пропиленгликоль, используют для смягчения вкуса и предотвращения высыхания табака. В бумажных изделиях его доза минимальна. В жидкости для курения концентрация сильно увеличивается, поэтому существует потенциальная угроза побочных эффектов.
- При регулярном и бесконтрольном вдыхании паров может нарушиться работа почек.
- У некоторых людей повышенная доза глицерина вызывает аллергическую реакцию.
- Испарения вещества создают благоприятную среду для развития в бронхах патогенных микроорганизмов. От этого курильщики Е-сигарет часто страдают заболеваниями верхних дыхательных путей, отличительным признаком которых является кашель.
- Вещество провоцирует повышенную сухость носоглотки, першение в горле, перерастающие в хронический насморк и тонзиллит.
- При вдыхании глицеринового пара происходит сужение кровеносных сосудов. Так как в электронных сигаретах концентрация вещества довольно высока, длительное курение вызывает нарушение кровообращения.
Глицерин в электронные сигареты продается в специализированных магазинах. Можно использовать и обычный аптечный продукт, который обязательно следует разбавлять дистиллированной водой. Иначе он, испаряясь, спровоцирует образование акролеина. Это вещество относится к первой категории в списке опасных соединений, поэтому является вредным для человека. Оно оседает на легких и способствует развитию серьезных заболеваний.
Так как компоненты для электронных сигарет — глицерин и пропиленгликоль — относятся к пищевым добавкам и разрешены для использования внутрь специалистами, они признаны безопасными при вдыхании. Их можно применять для курительных смесей. При этом стоит помнить, что последствия от курения Е-сигарет пока полностью не изучены. Для этого требуется не одно десятилетие и огромное вложение денег. Поэтому нельзя гарантировать, что популярная новинка не принесет впоследствии проблемы здоровью.
Физико-химические свойства пропиленгликоля
Основные свойства
1,2-пропиленгликоль — прозрачная, вязкая жидкость. Её плотность ниже, чем у этиленгликоля и глицерина, но выше, чем у этанола. Вязкость пропиленгликоля выше, чем у этиленгликоля и одноатомных спиртов, особенно при низких температурах. В табл. 1 представлены основные физико-химические свойства чистого 1,2-пропиленгликоля. ИК-спектр и масс-спектр 1,2-пропиленгликоля представлены на сайте NIST.
Растворимость
Пропиленгликоль является хорошим растворителем для различного класса соединений (см. табл.2). С ним полностью смешивается большинство низкомолекулярных органических соединений, содержащих кислород и азот:
- одноатомные спирты (метиловый, этиловый, изопропиловый, н-бутиловый, н-амиловый, фенилэтиловый и пр.)
- этилен- и пропиленгликоли и их эфиры
- кислоты (уксусная, диэтилуксусная, валериановая, олеиновая и пр.)
- альдегиды (анисовый, бензойный, горчичный, салициловый, фурфурол, цитраль) и кетоны (ацетон, α-ионон, метилизопропил- и метилизобутилкетоны)
- сложные эфиры (этил-, этилхлор-, н-бутил-, амил- и изоамилацетаты, три-н-бутилфосфат, н-бутил-лактон и пр.)
- амины и другие азотсодержащие соединения (этанол- и диэтаноламины, диизопропиламин, ди-н-бутиламин, ди-н-амиламин, α-метилбензиламин, α-метилбензилдиметиламин, 2-фенилэтиламин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, пиридин, диметилформамид, н-амилцианид и пр.).
Плотность и другие свойства
В табл. 3-5 представлены данные по плотности, температуре кипения и теплоте испарения чистого 100%-ого пропиленгликоля.
Вредно ли в электронных сигаретах?
Пропиленгликоль – один из обязательных компонентов, присутствующих в жиже для заправки электронных сигарет. Помимо него в состав жидкости входят никотин, вода, глицерин и ароматизаторы.
Внимание! На сегодняшний день не выявлено вредного влияния парения на организм человека (если речь идет о качественных заправках). Однако, для того, чтобы сделать однозначные выводы, имеющихся результатов недостаточно
Необходимы годы и сотни исследований, которые подтвердят или опровергнут безопасность использования электронных гаджетов для парения
Однако, для того, чтобы сделать однозначные выводы, имеющихся результатов недостаточно. Необходимы годы и сотни исследований, которые подтвердят или опровергнут безопасность использования электронных гаджетов для парения.
Какой крепости бывают жидкости?
Вред электронных сигарет для организма человека определяется не наличием в жиже пропиленгликоля, а воздействием совокупности ингредиентов. В частности, имеет значение крепость жижи, которая определяется содержанием в ней никотина. Есть несколько категорий заправок:
- безникотиновые;
- слабые (никотина 6 – 8 мг/мл);
- средние (никотина 10 – 12мг/мл);
- крепкие (никотина 16 – 24мг/мл);
- повышенной крепости (никотина более 24мг/мл).
Крепость жижи – один из основных факторов, определяющих влияние парения на организм.
Ароматизаторы смесей
Ароматизатор отвечает за вкус пара. На сегодняшний день на рынке представлен широкий ассортимент курительных жидкостей, которые условно можно разделить на группы:
- с табачным вкусом;
- со вкусом фруктов, ягод;
- со вкусом напитков (кофе, коктейли, алкоголь);
- экзотика (например, вкус жареного мяса).
Добросовестные производители в качестве ароматизаторов используют только разрешенные добавки природного происхождения, которые не представляют угрозы для здоровья.
Отличия жидкостей
Помимо крепости и вкуса жидкости для электронных сигарет могут отличаться соотношением глицерина и пропиленгликоля. В зависимости от пропорций меняется процесс парения и восприятие курильщика:
- мягкие жидкости – концентрация пропиленгликоля пониженная, удар по горлу слабый, пара много;
- классика – содержание пропиленгликоля 40%, глицерина 60%, средний удар по горлу, достаточное количество пара;
- крепкие – жидкость на основе пропиленгликоля, глицерина в составе практически нет, удар по горлу резкий, сильный, пара мало, но он обладает насыщенным вкусом.
Физические и теплофизическине свойства водных растворов глицерина
Плотность водного раствора глицерина в зависимости от температуры и концентрации. Таблица.
Плотность смеси глицерина и воды приведена в таблице для концентрации глицерина от 10% до 70% по массе в диапазоне температур от нуля до ста градусов Цельсия.
| Температура, °C | Плотность водного раствора глицерина (содержание в процентах по массе) / ρ, г/см3 = кг/м3 | ||||||
| 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | |
| 1,025 | 1,052 | 1,079 | 1,107 | 1,135 | 1,163 | 1,192 | |
| 20 | 1,022 | 1,047 | 1,073 | 1,099 | 1,126 | 1,154 | 1,181 |
| 40 | 1,016 | 1,039 | 1,064 | 1,089 | 1,115 | 1,142 | 1,169 |
| 60 | 1,006 | 1,030 | 1,053 | 1,078 | 1,103 | 1,130 | 1,156 |
| 80 | 0,994 | 1,017 | 1,041 | 1,066 | 1.091 | 1,117 | 1.144 |
| 100 | 0,982 | 1,004 | 1,027 | 1,052 | 1,077 | 1,104 | 1,302 |
Вязкость водного раствора глицерина приводится в таблице в диапазоне температур смеси от нуля до ста градусов Цельсия и концентрации глицерина от 10% до 70%. Примечательно, что добавление всего лишь 10% (по массе) глицерина в воду позволяет повысить динамическую вязкость раствора на 30%.
| Температура, °C | Вязкость абсолютная (динамическая) водного раствора глицерина (содержание в процентах по массе) μ, Па*с | ||||||
| 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | |
| 2,44*10-3 | 3,44*10-3 | 5,14*10-3 | 8,25*10-3 | 14,6*10-3 | 29,9*10-3 | 76,0*10-3 | |
| 20 | 1,31*10-3 | 1,76*10-3 | 2,5*10-3 | 3,72*10-3 | 6,0*10-3 | 10,8*10-3 | 22,5*10-3 |
| 40 | 0,826*10-3 | 1,07*10-3 | 1,46*10-3 | 2,07*10-3 | 3,10*10-3 | 5,08*10-3 | 9,4*10-3 |
| 60 | 0,575*10-3 | 0,731*10-3 | 0,956*10-3 | 1,30*10-3 | 1,86*10-3 | 2,85*10-3 | 4,86*10-3 |
| 80 | — | — | 0,69*10-3 | 0,918*10-3 | 1,25*10-3 | 1,84*10-3 | 2,9*10-3 |
| 100 | — | — | — | 0,668*10-3 | 0,91*10-3 | 1,28*10-3 | 1,93*10-3 |
Значения теплопроводности водного раствора глицерина показаны в таблице для диапазона температур от 20 до 80 градусов Цельсия и концентрации глицерина от 10% до 70%. С увеличением концентрации глицерина теплопроводность водного раствора снижается. При содержании 50% глицерина теплопроводность смеси примерно на 29% меньшей, чем у чистой воды.
| Температура | Теплопроводность смеси глицерина (содержание в процентах по массе) с водой Вт/(м*°C) | ||||||
| 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | |
| 20 | 0,557 | 0,519 | 0,481 | 0,448 | 0,414 | 0,381 | 0,352 |
| 40 | 0,586 | 0,540 | 0,502 | 0,460 | 0,423 | 0,385 | 0,356 |
| 60 | 0,611 | 0,565 | 0,519 | 0,477 | 0,435 | 0,393 | 0,360 |
| 80 | 0,636 | 0,590 | 0,540 | 0,494 | 0,448 | 0,402 | 0,364 |
Оценочные значения теплоемкости водного раствора глицерина приводятся в таблице для температур от 20 до 80 градусов Цельсия и концентраций глицерина от 10 до 70%. С увеличением концентрации глицерина теплопроводность раствора снижается. При нормальных условиях и содержании 10% глицерина теплоемкость смеси примерно в 2 раза меньше теплоемкости чистой воды.
| Температура, °С | Теплоемкость смеси глицерина (содержание в процентах по массе) с водой кДж/(кг*°C) | ||||||
| 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% | |
| 20 | 1,998 | 1,907 | 1,816 | 1,725 | 1,634 | 1,542 | 1,452 |
| 40 | 2,002 | 1,916 | 1,830 | 1,744 | 1,659 | 1,573 | 1,487 |
| 60 | 2,010 | 1,929 | 1,848 | 1,767 | 1,687 | 1,606 | 1,525 |
| 80 | 2,024 | 1,948 | 1,871 | 1,795 | 1,718 | 1,642 | 1,608 |
Концентрация глицерина по массе и по объёму в водном растворе
В таблице ниже приведены соотношения концентрации глицерина в водном растворе по массе и по объёму.
| Концентрация глицерина в водном растворе по массе | 5% | 10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | 70% |
| Концентрация глицерина по объёму в водном растворе | 4,0% | 8,1% | 16,58% | 25,49% | 34,84% | 44,63% | 54,86% | 65,56% |
Температура кипения смеси глицерина с водой (при нормальном атмосферном давлении)
- Вода (без глицерина): 100°C
- Вода (90%) + Глицерин (10%): 100.7°C
- Вода (70%) + Глицерин (30%): 102,9°C
- Вода (50%) + Глицерин (50%): 106,7°C
- Глицерин (80%) + Вода (20%): 121,5°C
- Глицерин (90%) + Вода (10%): 139,8°C
- Глицерин (95%) + Вода (5%): 168 °C
Температура замерзания смеси глицерина с водой (при нормальном атмосферном давлении)
Источник, в основном: Богданов, Бурцев, Иванов, Куприянова «Холодильная Техника, Кондиционирование воздуха. Свойства веществ. » СПб. 1999
- Вода (90%) + Глицерин (10%): -2,2°C
- Вода (70%) + Глицерин (30%): -8,8°C
- Вода (50%) + Глицерин (50%): -21,4°C
- Глицерин (70%) + Вода (30%): -41,5°C
Пропиленгликоль и глицерин – жидкости для электронных сигарет
Любители электронных сигарет и те, кто только только задумывается над приобретением данной новинки, часто задаются вопросом: Какая жидкость для электронной сигареты лучше: пропиленгликоль или глицерин ?. Для того, чтобы найти ответ на этот вопрос, нужно тщательно проанализировать и вынести на всеобщее обозрение преимущества и недостатки этих химических субстанций. Этим мы и займемся.
Пропиленгликоль несколько десятилетий является распространенной добавкой в пищевой промышленности. Он помогает уберечь продукты питания от бактерий и сохранить их свежесть. Этот спирт используется в медицине в составе ингаляционных растворов. Пропиленгликоль одобрен и назван безопасным для здоровья человека большинством организаций здравоохранения во всем мире. Десятки исследований показали, что он не наносит вреда человеческому организму.
Можно сделать вывод, что пропиленгликоль в электронных сигаретах абсолютно безопасен. Однако один минус у него все же есть. У большого количества людей химическая субстанция для электронных сигарет пропиленгликоль может вызвать аллергическую реакцию, что, как правило, выражается в ощущении тяжести в груди. В этом случае его нужно заменить глицерином.Глицерин очень похож по свойствам на пропиленгликоль. Он также прозрачный и без запаха, и имеет такой же легкосолодкий привкус. Глицерин приобретает жидкого состояния при температуре выше 18 ° С, а это обычная комнатная температура, благодаря чему это вещество всегда находится в виде жидкости. Глицерин по свойствам очень похож на пропиленгликоль, а потому применяется в тех же сферах и для тех же целей.
Глицерин с успехом используется в пищевой промышленности и входит в состав алкогольной продукции, кондитерских изделий, медицинских препаратов, косметики и т. Даже любимые всеми шоколадные батончики нередко содержат в себе долю глицерина.
Глицерин безопасный для человека. Но принято разделять глицерин технический товары из нефтепродуктов, и глицерин овощной (пищевой), который выделяется из природных масел и используется в качестве парообразующих жидкости в электронных сигаретах. Есть в глицерина и один минус. Считается, что он забивает атомайзер электронной сигареты быстрее, чем пропиленгликоль. Зато никаких аллергических реакций при его применении не выявлено.
Итак, обе жидкости для электронных сигарет пропиленгликоль и глицерин – одобрены для применения в пищевой промышленности (пропиленгликоль – пищевая добавка Е270, глицерин – E422). Их пары безопасны при вдыхании, а, значит, данные жидкости можно смело использовать для заправки электронных сигарет. Конечно, говорить о полной безопасности этих соединений мы не будем, поскольку любое вещество на нашей планете может нанести вред человеку при большой концентрации. По пропиленгликоля и глицерина, речь идет как минимум о 30 л жидкости в день. Вдохнуть и даже выпить такое количество этих веществ невозможно, поэтому негативные последствия применения данных жидкостей невозможны.
Вред и токсичность пропиленгликоля в косметике
Что касается краткосрочных эффектов ежедневного применения, то самым распространенным последствием использования средств, содержащих пропиленгликоль и различные PEG, является аллергический контактный дерматит. Данные вещества известны своей способностью усугублять угревую сыпь и экзему за счет разрушения мембран клеток кожи (Gonzalo, 1999). Пропиленгликоль, используемый в качестве усилителя абсорбции и увлажнителя, как показали исследования, провялет токсичность и способен вызывать раздражение и повышение чувствительности человеческой кожи (аллергию на косметику) при концентрации всего 2%, в то время как эксперты от косметической индустрии рекомендуют использовать в составе средств до 50% данного вещества (Johnson, 2001).
Современные исследования не подтверждают способность пропиленгликоля и других гликолей в составе косметики вызывать развитие рака. Самки животных, потреблявшие в пищу большие количества этиленгликоля, производили на свет детенышей с врожденными дефектами, а у самцов снижалось количество сперматозоидов (Anderson et al., 1985). Вред пропиленгликоля (propylene glycol) и этиленгликоля заключается в том, что эти вещества влияют на химические процессы в организме, повышая кислотность, что провоцирует проблемы с обменом веществ.
Однако эти эффекты наблюдались у животных, которым вводили в организм высокие дозы этих химикатов, — вряд ли вы станете поглощать зубную пасту с содержанием PEG прямо из тюбика, однако ваш двухлетний малыш может с радостью сделать это, если ему представится такая возможность.
Существует еще одна потенциальная опасность: примеси, обнаруженные в различных PEG, включают оксид этилена, 1,4-диоксан, полициклические ароматические вещества, а также тяжелые металлы вроде свинца, железа, кобальта, никеля, кадмия и мышьяка. Токсичность PEG-соединений повышается при нанесении содержащих их средств, на поврежденную кожу. Все вредные примеси можно легко и экономично удалить в процессе производства путем вакуумной очистки, однако нет никакой гарантии, что PEG или пропиленгликоль, содержащийся в шампуне для вашего ребенка, был очищен от всех возможных токсинов. Несмотря на все это, PEG-соединения до сих пор широко используются в производстве натуральной косметики и средств личной гигиены, часто скрывая за названиями растений.
Тот лишь факт, что пропиленгликоль имеет столько различных применений, не означает, что все косметические средства, содержащие PEG, одинаково токсичны
Промышленные растворы этого вещества имеют высокую концентрацию и требуют особой осторожности в обращении; в косметической же индустрии используются очень небольшие количества пропилен- и полиэтиленгликолей. Вполне возможно, что вы годами пользовались средствами с содержанием PEG или propylene glycol, и вовсе не стоит теперь паниковать по этому поводу – но если вам хотелось бы уменьшить нынешний уровень токсической нагрузки на организм, имеет смысл избегать применения средств, содержащих гликоли, особенно теперь, когда есть множество доступных альтернатив
Применение пропиленгликоля
Пропиленгликоль — по химической структуре представляет собой двухатомный спирт. Как и все спирты, обладает свойством хорошо удерживать влагу, поэтому широко используется производителями косметической продукции качестве гигроскопичного увлажняющего ингредиента. Показано, что в больших количествах пропиленгликоль может вызывать привыкание и оказывать побочные воздействия, поэтому честные производители (по их заявкам) стараются не использовать этот увлажняющий компонент.
По своему составу и свойствам отличается от этиленгликоля, который используют в качестве антифриза и тормозной жидкости в автомобилях. Некоторые фирмы ошибочно уравнивают свойства этиленгликоля и пропиленгликоля, что в корне неверно. В органической химии отличие веществ даже на один атом влечет за собой изменение свойств соединений.
Обладает гигроскопическими свойствами, закипает при 187-188 С, температура замерзания -60 С. Химическая формула: C3H8O2.
Пропиленгликоль в виде водного раствора используется в различных отраслях промышленности в качестве хладоносителя (теплоносителя) холодильного (теплообменного) оборудования при охлаждении различных пищевых продуктов до температур в интервале от +12°С до -50°С, а также при погружном (экстренном) замораживании ягод, птицы, и др. продуктов.
Пропиленгликоль (propylene glycol) в косметике применяется как вещество, увлажняющее кожу. В промышленности используется в качестве антифриза в системе водяного охлаждения и как тормозная жидкость. Вещество способно вызвать контактный дерматит. В больших дозах токсично для органов дыхания, негативно влияет на иммунную и нервную системы.
Пропиленгликоль может применяться в качестве пищевой добавки (Е-1520). Благодаря низкой токсичности пропиленгликоля попадание небольшого (до 0,25%) количества хладоносителя на его основе в результате случайных протечек в пищевой продукт не вызывает порчи последнего.
Ключевую роль пропиленгликоль играет в парфюмерно-косметической отрасли, где он выступает одновременно как носитель, увлажнитель и умягчитель в составе всевозможных шампуней, кремов, помад, эликсиров, зубных паст и т.п.
Сфера применения
Пропиленгликоль достаточно востребован в современной промышленности. Изготовленные на его основе теплоносители широко используются не только для отопительных систем, а также в качестве антифриза для вентиляционного и кондиционирующего оборудования.
Безопасность вещества позволяет применять его для жилых и общественных зданий. При этом заливать антифриз можно в конструкции из различных материалов, включая резину, алюминий, сталь, медь или чугун. Исключением является оцинкованное покрытие.
Область применения в промышленности пропиленгликоля достаточно обширна:
- фармацевтика;
- табачное производство;
- изготовление пищевой продукции;
- автомобильная и авиационная отрасль;
- нефтегазовая промышленность;
- косметология, парфюмерия;
- медицина.
Использование пропиленгликоля включает животноводство и сельское хозяйство. Его практикуют для повышения качества корма, а также для продления срока хранения овощных культур. В химическом производстве вязкое вещество применяют в процессе изготовления полиуретанов, растворителей для красок, пластмасс или полимеров.
Свойства и применение
Пропиленовый гликоль — третий «продукт» в химическом процессе, начинающимся с пропена — побочного продукта ископаемого топлива. Пропен превращается в пропиленоксид (полипропиленгликоль) — летучее соединение, часто используемое в процессе создания полиуретановых пластиков. После процедуры гидролиза (разделение молекул путём добавления воды) получают полипропиленгликоль.
Бесцветная, сиропообразная жидкость классифицируется по химической формуле C3H8O2. Другим названием для пропиленового гликоля является «пропан-1,2-диол», который иногда используется при перечислении его в виде соединения на этикетках ингредиентов. Министерство сельского хозяйства США ссылается на пропиленгликоль через Е-номер Е1520. Он полностью растворим в воде, и одна из основных целей, для которой вещество используется — это «средство» для таких продуктов, как лосьоны.
Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США одобряет полипропиленгликоль в качестве косвенной пищевой добавки. Пропиленовый гликоль можно найти в тысячах продуктах косметологии, а также в большом количестве обработанных изделий.
Фармацевтическое использование
Фармацевтический пропиленгликоль USP / EP используют в качестве неактивного активирующего вещества, также известного, как эксципиент. Этот тип пропиленового гликоля несёт в себе ароматы для продуктов питания и напитков. Он помогает сохранить вкус и влагу в кормах для домашних животных, используется как носитель активных ингредиентов, присутствующих в сиропе от кашля и гелевых капсулах.
Пропиленгликоль поддерживает продукты личной гигиены, включая однородные, мягкие и влажные. К подобным относятся:
- дезодорант;
- солнцезащитный крем;
- шампунь;
- лосьон для тела;
- крем для лица;
- губные помады.
Промышленное использование
Промышленный пропиленгликоль применяется в качестве теплоносителя — с целью защиты от коррозии под давлением, контролирует вязкость и растворяет активные вещества. Вещество может содержаться:
- в красках и покрытиях;
- в противообледенителях летательных аппаратов;
- в жидких моющих средствах, антифризе;
- в растворителях;
- в печатных красках.
Его используют как основной строительный материал — ненасыщенные полиэфирные смолы. В свою очередь, смолы находят своё применение в мебели, морских конструкциях, гелевых и синтетических покрытиях.
Лекарственные средства
В лечебных целях пропиленгликоль применяется как растворитель разного типа: инъекционный, оральный и местный. Для инъекционных препаратов 40% вещества составляет пропиленовый гликоль.
Побочные эффекты не произойдут при нормальном использовании, однако интенсивное применение инъекционных препаратов может привести к избыточным уровням токсичного вещества в организме, где используется пропиленгликоль.
Особое использование
Наибольшее количество вещества используется в текстильной промышленности, где применяется в производстве полиэфирных волокон. Аэролизованные формы пропиленового гликоля используют для создания плотного «дыма» без пламени. Продукты этого типа нашли своё применение военными США как дымовая завеса с целью скрыть движения войск на поле битвы.
Преимущества и недостатки пропиленгликоля как теплоносителя
Чтобы наглядно оценить преимущества и недостатки пропиленгликоля, его можно сравнить с другой популярной жидкостью-теплоносителем – водой:
- Спирт имеет плотность 1037 кг/м³, больше чем у воды (1000 кг/м³) на 3,7%;
- Температура кипения – +187 °С, выше чем у воды (+100 °С) на 87%;
- Температура замерзания -60 °С, намного ниже, чем у воды (0 °С);
- Жидкость имеет удельную теплоёмкость – 2483 Дж/(кг·К), ниже почти в 2 раза, чем у воды (4,187 Дж/(кг·К));
- Теплопроводность – 0,218 Вт/(м·К), почти в три раза ниже, чем у воды 0,6 Вт/(м·К);
- Динамическая вязкость – 56 мПа·с, в восемьсот раз больше, чем у воды (0,894 мПа·с).
Разобравшись в приведенных цифрах можно придти к таким выводам:
- Жидкость имеет плотность чуть-чуть выше, чем вода, а, значит, статическая нагрузка и давление в системе отопления будет почти такими же, как при стандартном теплоносителе;
- Высокая температура кипения – +187 °C – не должна вводить в заблуждение. Ведь удельная теплоёмкость пропиленгликоля почти в два раза ниже теплоёмкости воды. А это значит, что для доведения до кипения обеих жидкостей требуется приблизительно одинаковое количество тепла и достигнут они крайнего значения температуры почти одновременно, только одна будет бурлить при +100 °C, а другая – при +187 °C;
- По температуре замерзания этот теплоноситель явно превосходит воду. Кроме того, при замёрзании он почти не расширяется, как вода, и не «рвёт» систему отопления;
- Низкая удельная теплоёмкость даёт преимущество, с одной стороны – быстрый прогрев системы отопления, а с другой стороны недостаток – пропиленгликоль способен накопить мало тепла.
- Теплопроводность в три раза хуже, чем у воды, а значит – прогреваться система отопления будет не так быстро, как могло показаться из предыдущего пункта;
- Динамическая вязкость очень высокая. Это дополнительная нагрузка на циркуляционный насос, который должен гонять теплоноситель по трубам и радиаторам.
Явных преимуществ перед водой этот спирт не имеет. Но существуют ситуации, когда пропиленгликоль для систем отопления просто необходим:
- Дача, загородный дом, другие помещения, которыми редко пользуются, требуют слива теплоносителя в зимний период. Но это ускоряет процесс коррозии деталей из чёрных металлов и не гарантирует полного опустошения системы отопления от воды, что может привести к повреждению системы отопления. Раствор пропиленгликоля можно не сливать круглогодично;
- Антифриз на основе пропиленгликоля не вызывает коррозии системы отопления, не образует накипи.
Необходимо также обратить внимание, какие недостатки имеет эта жидкость:
- Пропиленглиголь намного дороже воды и требует замены не реже, чем каждые пять лет;
- Нельзя использовать для системы отопления детали, содержащие цинк. Пропиленгликоль их будет растворять или «смоет» оцинковку, закупорив сужения труб;
- Пропиленгликоль очень текуч и способен проникать через соединения в системе отопления, сквозь которые не протекает вода.
Чтобы нивелировать некоторые отрицательные характеристики пропиленгликоля, такие как высокая вязкость и низкая теплопроводность, антифриз на его основе этот спирт разбавляют водой. Такой раствор позволяет:
- Снизить стоимость антифриза;
- Значительно уменьшить вязкость;
- Повысить теплоёмкость;
- Повысить теплоотдачу.
И как следствие:
- Снижается температура кипения, но этого бояться не следует. Автоматика котлов всё равно рассчитана не на 160 °C;
- Повышается температура замерзания, вместо -60 °C становится -30 — -40 °C градусов. Даже при замерзании антифриз на основе пропиленгликоля расширяется очень незначительно и не приведёт к разрушению системы отопления.
