Propilēnglikols – kas tas ir? Ķīmiskās īpašības, pielietojums

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-02 13:59

Viena no izplatītākajām kosmētikas, parfimērijas, pārtikas rūpniecībā, kā arī tehniskajā jomā ir ar spirtiem saistīta organiska viela. Tās nosaukums ir propilēnglikols. Kas tas ir? Raksta gaitā apsveriet molekulas īpašības, struktūru un šī savienojuma darbības jomu.

Propilēnglikols - kas tas ir?

Cilvēki sāka lietot šo divvērtīgo spirtu, tiklīdz uzzināja, kādas tam ir noderīgas un svarīgas īpašības. Ārēji tas daudz neatšķiras no etanola vai glicerīna, jo tas ir arī caurspīdīgs šķidrums. Tiesa, tā viskozitāte ir augstāka nekā etanolam, bet zemāka nekā glicerīnam. Toksicitātes ziņā tas ir daudz zemāks par tuvāko kaimiņu homologajā sērijā - etilēnglikolu.

Ja etāndiols ir spēcīgākā inde, tad propilēnglikols nav. Šīs vielas izmantošanas pamatā ir tās fizikālās un ķīmiskās īpašības. Ja īsumā aprakstīsim galvenās nozares, kurās ir pieejams propilēnglikols, izmantojumu izteiks vairākas tautsaimniecības nozares.

1. Ķīmiskā rūpniecība.
2. Lidaparātu un automobiļu konstrukcija.
3. Naftas un gāzes rūpniecība.
4. Krāsu nozare.
5. Kosmētikas un parfimērijas industrija.
6. Pārtikas ražošana.
7. Tehniskā darbības joma.
8. Medicīna.

Acīmredzot viela, kuru mēs apsveram, ir vērtīga ķīmiskā izejviela un svarīgs objekts dažādu struktūru normālai ražošanai un funkcionēšanai. Tāpēc šī produkta ražošana tiek lēsta tonnās gadā. Arī tās eksports un imports starp valstīm ir diezgan aktīvs. Gandrīz katra darbības un ražošanas joma ietekmē iespēju izmantot tādu vielu kā propilēnglikols. Kas tas ir? Kāda ir tā ķīmiskā struktūra, formula un īpašības? Mēs turpināsim izmeklēšanu.

Molekulas formula un sastāvs

Ir vairāki formulu varianti, ar kuriem var attēlot ne tikai molekulas kvalitatīvo un kvantitatīvo sastāvu, bet arī secību, kādā tajā ir savienoti atomi, tas ir, vielas uzbūvi.

1. Molekulāri vai empīriski. Pēc šīs formulas var spriest par savienojuma sastāvu. Propilēnglikols izskatīsies šādi: C₃H₈O_{2. Bet šāds ieraksts neļaus paredzēt matērijas īpašības, jo atomu savienojuma secība nav zināma.}

2. Saīsināta strukturālā formula. Šajā gadījumā propilēnglikola sastāvs ir vienāds, bet formulai var būt divas formas: 1, 2 - propāndiols CH₂OH-CHOH-CH_{3 un 1,3-propāndiols CH}2_OH-CH2_-CH2_{OH. Funkcionālās grupas stāvoklis ietekmē vielas ķīmisko aktivitāti. Abas struktūras savā starpā ir izomēri.}

3. Pilna strukturālā formula. Tas parāda katru saiti molekulā, ieskaitot saites starp oglekli un ūdeņradi. Propilēnglikolā visas saites ir vienas, sigma tipa, tāpēc nav jēgas attēlot visu struktūru.

Kā vienkārša viela propilēnglikols ir šķidrums, kas ir divu optisku izomēru struktūru racēmisks maisījums. Tas ir saistīts ar asimetrisko oglekļa atomu ķēdē. Tāpēc viens griež gaismas polarizācijas plakni pa labi, otrs pa kreisi. Tomēr tas praktiski neietekmē šīs vielas īpašības kopumā.

Matērijas fizikālās īpašības

Fizikālo parametru ziņā 100% propilēnglikolam ir šādas īpašības.

1. Bezkrāsains šķidrums, biezs, viskozs, vidēja blīvuma.
2. Garšo saldi, smarža specifiska.
3. Tas ir labs šķīdinātājs gandrīz visu vielu klašu pārstāvjiem.
4. Propilēnglikols pats šķīst ūdenī un spirtā, slikti šķīst benzolā un ēterī.
5. Vārīšanās temperatūra - 45,5 0C pie normāla spiediena. Palielinoties spiedienam, indikators palielinās.
6. Ļoti higroskopisks.
7. Izrāda zemu koroziju.

Līdzīgas fizikālās īpašības un nosaka šīs vielas galvenās lietošanas jomas. Galu galā, propāndiolsTas spēj mīkstināt cieto vidi, uztvert un saistīt gaisa mitrumu, pazemināt vielu temperatūru un izkliedēt apkārtējos savienojumus. Tāpēc to izmanto arī pārtikas rūpniecībā.

Ķīmiskās īpašības

Reaktivitātes ziņā 1,3-propilēnglikols ir reaktīvākais izomērs. Turklāt tas ir tas, kurš spēj polimerizēties. Kopumā šis divvērtīgais spirts var izraisīt vairākas galvenās reakcijas.

1. Esterifikācija. Tas mijiedarbojas ar organiskām un neorganiskām skābēm, veidojot esterus.
2. Reaģējot ar sārmiem, rodas glikolāti, tas pats notiek, reaģējot ar sārmu metāliem.
3. Var dehidratēties, veidojot aldehīdus, alilspirtus, dimetildioksānus un citus produktus.
4. Dehidrogenēšanas reakcijas izraisa acetolu, aldehīdu, skābju veidošanos.
5. Oksidāciju pavada acetona, propionaldehīda, pienskābes, formaldehīda un citu savienojumu molekulu veidošanās.

Šīs vielas lietošana rūpniecībā tiek uzskatīta par videi nekaitīgu. Patiešām, pakāpeniskas molekulas sadalīšanās rezultātā veidojas vienkārši ūdens un oglekļa dioksīds. Process notiek šādi:

• propilēnglikols;
• pienskābe;
• PVC (pirovīnskābe);
• ūdens;
• oglekļa dioksīds.

Tāpēc tiek uzskatīts par iespējamu šo savienojumu izmantot dažādiem mērķiem: gan tehniskajiem,un pārtika un kosmētika.

Toksicitāte un ietekme uz organismu

Propilēnglikols – kāda ir tā ietekme uz cilvēka organismu? Daudzi pētījumi un eksperimenti ir parādījuši, ka šim savienojumam nav tiešas negatīvas ietekmes uz dzīviem audiem un orgāniem. Neizraisa ādas kairinājumu un apsārtumu, neuzkrājas aknās un nierēs, jo ceļā uz tām sadalās.

Eksperimenti ar pelēm, kas katru dienu lietoja propilēnglikolu, pierādīja, ka tas neietekmē dzīvo būtņu veselību un dzīvi. Taču, ilgstoši lietojot produktus un preparātus, kas satur lielu šīs vielas daudzumu, var ciest nieres, pasliktināsies to darbs un integritāte. Bet šim nolūkam jums vajadzētu izmantot lielu daudzumu gandrīz tīra 100% propilēnglikola, kas, protams, nav iespējams.

Tāpēc šī spirta izmantošana kosmētikas, parfimērijas un pārtikas rūpniecībā ir atļauta saskaņā ar visiem noteikumiem un noteikumiem. Vienīgā negatīvā ietekme, ko tas var atstāt uz cilvēkiem, kuri cieš no ādas slimībām, dermatīta, ekzēmas un sarežģītām alerģiju formām. Šajā gadījumā nav ieteicams lietot krēmus, ziedes, šampūnus un citus produktus, kas satur šo vielu.

Rūpnieciskā ražošana

Propilēnglikola ķīmiskās īpašības ļauj to iegūt no propilēnoksīda noteiktos temperatūras apstākļos (apmēram 200 0С) un spiedienā (1, 6MPa). Šajā gadījumā produkti ir trīs vielas vienlaikus:

• propilēnglikols;
• dipropilēnglikols;
• tripropilēnglikols.

Tālākai apstrādei un atdalīšanai tiek izmantota rektifikācijas metode uz īpašas kolonnas. Gatavajam produktam ir augsta tīrības vērtība (99%), tāpēc tas ir uzreiz gatavs lietošanai. Pārtikas propilēnglikols tiek tālāk apstrādāts, un tā glabāšanas laiks ir līdz diviem gadiem.

Izmantot kā antifrīzu

Pirmkārt, šis spirts tiek izmantots rūpniecībā kā dzesēšanas šķidrums. Propilēnglikolu var izmantot apkures iekārtās temperatūras diapazonā no -40 ⁰С līdz +108 ^{0С. Tajā pašā laikā tā zemā korozijas spēja ļauj ietaupīt aprīkojumu. Tāpēc propāndiolu lieto:}

• apkures sistēmas;
• visu veidu ēku gaisa kondicionēšana;
• ventilācija;
• pārtikas saldēšana.

Lietošana kosmetoloģijā

Šīs vielas spēja uztvert un saistīt ūdeni, izkliedēt, uzlabot konsistenci, vadīt smakas molekulas ir tās izmantošanas pamatā kosmētikas un parfimērijas rūpniecībā. Turklāt zemā ķīmiskā aktivitāte un drošība no ekoloģijas un medicīnas viedokļa nosaka arī šī konkrētā komponenta izvēli, veidojot krēmus, šampūnus, pastas, ziedes un citus produktus.

Ir daudzas organizācijas, kas piedāvā iegādāties propilēnglikolu. Cena ir atkarīga no preces koncentrācijas un pasūtījuma apjoma. Tas svārstās no 150 līdz 170 rubļiem par kilogramu.

Izmantošana pārtikas rūpniecībā

Pārtikas rūpniecībā propilēnglikols ir pazīstams kā E1520. Tā ir daļa no daudziem produktiem, kuriem ir pastveida, krēmīga konsistence, kā arī cieti konditorejas izstrādājumi. Tās loma ir izkliedēšana, mīkstināšana, dzesēšana, saglabāšana.