Пропиленгликоль: описание, свойства, вред, применение

Пропиленгликоль – это сложное органическое соединение, которое относится к классу двухатомных спиртов. Другое название – пропандиол. Благодаря высокой гигроскопичности и растворимости вещества, его используют во многих сферах: в производстве тормозной жидкости и антифризов, в пищевой промышленности как пищевую добавку, в косметологии и фармацевтике. Широкое применение пропиленгликоля обусловлено его безопасностью для человека: употребление его внутрь и вдыхание паров не приводит к отравлению.  Важна также высокая реакционная способность спирта, за счёт чего на его основе возможен синтез других значимых соединений.

Пропиленгликоль

Что такое пропиленгликоль, формула

Пропиленгликоль – это спирт, имеющий две гидроксильные группы. Его химическая формула:

С3H8O2

Имеет два оптических изомера, в которых гидроксильная группа крепится к разным участкам углеродного скелета. 1,2-пропиленгликоль и 1,3-пропиленгликоль отличаются структурно, а также реакционной способностью. Промышленным путём получают их смесь.

Молекула пропиленгликоля

Молекула пропиленгликоля

Пропиленгликоль – это бесцветная жидкость со слабым нейтральным запахом, характерным для гликолей. Плотность выше, чем у этанола, но меньше глицерина, вязкость высокая, увеличивается при понижении температуры. Чистое вещество обладает сладковатым вкусом. Хорошо растворяется в воде и полярных органических растворителях: спиртах, сложных эфирах, альдегидах, кислотах, азотсодержащих соединениях (диэтилентриамин) и кислотах.

Пропиленгликоль обладает высокой гигроскопичностью, подвержен влиянию света, поэтому при транспортировке должен обязательно хорошо упаковываться во влагонепроницаемую тёмную металлическую или пластиковую тару. Различают технический, косметический и пищевой пропандиол. Выпускают как отдельные изомеры, так и их смеси.

 Химический состав, пищевая ценность, калорийность

Пропиленгликоль зарегистрирован в качестве пищевой добавки и имеет номер Е1520. Пищевой ценности он не имеет, в желудке под воздействием ферментов частично расщепляется до молочной и пировиноградной кислот, энергия высвобождается в виде тепла.

Химический состав пропиленгликоля:

Компонент Содержание
Монопропиленгликоль 99,7%
1-пропанол 0,1%
Моноэтиленгликоль 0,1%
Диэтиленгликоль 0,1%
Вода 0,1%
Сульфатные шлаки 70 мг/кг
Соли соляной кислоты 1 мг/кг
Соли серной кислоты 60 мг/кг
Тяжёлые металлы 5 мг/кг
Свинец 0,3 мг/кг
Мышьяк 2 мг/кг
Железо 1 мг/кг

Как правило, Е1520 тщательно очищается, и готовый продукт поступает в продажу полностью безопасным, не вызывает отравления и аллергии. Поэтому пропиленгликоль добавляют во многие продукты питания и в косметические средства.

Получение и производство

Пропиленгликоль является синтетическим соединением, которое синтезируют в лабораторных условиях или извлекают из нефтепродуктов. Для этого подходит ненасыщенный углеводород из группы алкенов  – пропилен. Он является типичным компонентом нефтяного сырья, газов нефтепереработки.  Пропилен подвергают окислению кислородом, полученную окись используют в дальнейшей обработке. Производство включает ряд последовательных стадий, задействующих сложное оборудование:

  1. В автоклаве проводят реакцию присоединения воды к молекулам водного раствора окиси пропилена при высоком давлении (1,6 Мпа) и температуре 160-200 °С в течение 30 минут.
  2. Полученный раствор поступает в выпарный аппарат, где разделяется на фракции.
  3. Жидкость, протекающая по двум-трём корпусам устройства, разделяется на тяжёлые гликоли, изомеры пропиленгликоля.
  4. Раствор на выходе на 85,5% состоит из пропандиола и на 14,4% из его изомеров.

Выпуск Е1520 посредством лабораторного синтеза невыгоден, для масштабного применения не подходит. Это связано с тем, что получение связано с использованием большого количества дорогостоящих и нередко токсичных катализаторов. Например, из пропилена получают пропиленгликоль с помощью следующих дуг за другом окислений:

  • пропилена осмием (валентность 8);
  • осмия (валентность 6) железистосинеродистым калием;
  • ферроцианида калия.

Практический выход продукта составляет 99% от теоретического, но на утилизацию опасного осмия уходит много ресурсов. Концентрация пропиленгликоля в растворе остаётся низкой. Это касается и других лабораторных способов, среди них получение Е1520 гидрированием молочной кислоты, из ксилата и древесных остатков.

Большую популярность набирает более экологичное производство пропандиола из лактата аммония. Стоимость выпуска снижается за счёт отбрасывания необходимости покупать дорогостоящее нефтяное сырьё. Схема производства био-пропиленгликоля:

  1. Для получения вещества подготавливают бактерий, способных продуцировать соли молочной кислоты путём брожения глюкозы.
  2. Лактат аммония подвергают реакции этерификации с бутанолом (взаимодействия спирта и кислоты с формированием сложного эфира).
  3. Полученный раствор охлаждают, отфильтровывают осадок.
  4. В условиях вакуума твёрдую смесь фракционируют, отделяя бутиллактат.
  5. Бутиллактат гидрируют с участием катализатора, адаптированного для данного оборудования (оксид меди на силикагеле).
  6. В результате образуется пропиленгликоль (95%) и побочный продукт – бутанол, который применяют в новом цикле.
  7. Пропандиол дополнительно очищается вакуумной ретификацией.

Воздействие на организм

Пищевой пропиленгликоль считается абсолютно безопасным. Е1520 одобрена всеми странами мира как качественная пищевая добавка, не вызывающая аллергии и не влияющая на вкус продукта. Негативный эффект вещество может оказывать при внутривенном введении и в составе жидкостей для электронных сигарет.

Вред для организма

Употребление внутрь и попадание на кожу

Е1520 может нанести ущерб человеку с индивидуальной непереносимостью соединения. Возможны аллергические реакции, рвота, расстройства ЖКТ, нарушения кислотно-щелочного баланса.

В остальных случаях отрицательное воздействие практически невозможно, поскольку при пероральном употреблении пропиленгликоль нетоксичен. Побочные эффекты проявляются при превышении допустимой дозы приёма, что практически невозможно, т.к. в продуктах питания установлено предельное значение концентрации – не более 25 мг на 1кг массы тела.

При контакте с кожей жидкий пропиленгликоль в чистом виде у людей, склонных к аллергиям, может вызывать местную реакцию: покраснение, лёгкий зуд. При попадании в глаза, как правило, воздействие ограничивается  небольшим раздражением, конъюнктивиты и отёки возникают крайне редко.

Вдыхание

Пропиленгликоль быстро становится летучим и попадает в лёгкие вместе с другими продуктами курения при применении электронных сигарет. Пропиленгликоль усиливает насыщение капилляров альвеол никотином, усугубляя вредный эффект от этого алкалоида. Этим негативное воздействие не ограничивается, он также вызывает:

  • раздражение дыхательных путей;
  • ухудшение обоняния;
  • отёчность слизистой носовой полости и заложенность;
  • увеличение риска респираторных заболеваний;
  • аллергию.

При разложении пропиленгликоля в электронной сигарете образуются токсины, обладающие канцерогенными свойствами. Это может повлечь за собой возникновение злокачественных новообразований полости рта, гортани.

Пропиленгликоль в электронных сигаретах

Париетальное введение

Пропандиол входит в состав многих лекарств для внутривенного и внутримышечного введения. Его концентрация в таких препаратах может достигать 40-60%. При неумеренном дозировании лекарственного средства, индивидуальной непереносимости или несовместимости появляются симптомы отравления. Основное последствие – ацидоз, провоцируемый молочной кислотой, которая высвобождается при ферментативном расщеплении пропиленгликоля.

Другие эффекты:

  1. Разрушение эритроцитов, гемолиз.
  2. Сердечные нарушения: аритмия, тахикардия, асистолия.
  3. Стойкое и длительное ослабление слуха.
  4. Угнетение центральной нервной системы.
  5. Ступор, параличи и судороги.
  6. Снижение содержания глюкозы до критического уровня – гипогликемия.
  7. Угнетение дыхательных движений.

Перед применениями средств, содержащих пропиленгликоль, нужно определить, нет ли лекарственной непереносимости. Не стоит заниматься самолечением и пытаться подобрать правильную дозировку, т.к. это может быть очень опасно. Необходимо обратиться к врачу, чтобы он помог составить схему терапии, принимая во внимание возможное негативное влияние пропандиола.

Полезные свойства

Е1520 успешно применяется в пищевой промышленности. Её ценят за высокую гигроскопичность и способность смешиваться с различными растворителями, удерживать влагу, сохраняя вкусовые и товарные качества продукта. Здоровью человека добавка не приносит ни существенного вреда, ни пользы. Пропиленгликоль необходим во многих отраслях как качественный и безопасный растворитель, не имеющий яркого вкуса и запаха и не оказывающий системного влияния на организм.

Применение пропиленгликоля

Пропиленгликоль – это необходимое вещество в косметологии, фармацевтике, это очень важная пищевая добавка, сочетающая свойства эмульгатора, консерванта и стабилизатора. Соединение активно применяется при производстве жидкостей, не замерзающих при низких температурах. Спирт входит в состав наполнителя для электронных сигарет.

Применение пропиленгликоля в пищевой промышленности

Добавка Е1520 относится к консервантам и влагоудерживающим агентам, имеющим синтетическое происхождение.  Она добавляется в продукты для продления срока годности, а также для предотвращения собирания на поверхности конденсата, размягчения изделия. За счёт впитывания и удерживания влаги, пропиленгликоль улучшает суспензионные свойства кремов и соусов, способствует смешиванию ингредиентов и формированию однородного приятного вкуса.

Пропиленгликоль интегрирует качества продуктов, позволяя более полно их прочувствовать и понять, поэтому может добавляться как усилитель вкуса, вещество в этом случае сглаживает резкие вкусовые ощущения. Смягчающее действие связано с тем, что соединение, удерживая воду, не даёт черстветь хлебобулочных изделиям и различной кондитерской промышленности, надолго сохраняя пышность и мягкость.

Добавка обеспечивает создание устойчивой эмульсии из не смешивающихся жидкостей, содержащих жирные растительные или животные масла. В мороженом благодаря пропиленгликолю не формируются острый безвкусные кристаллики льда, т.к. он хорошо смешивается с молоком и не позволяет ему расслаиваться.

Нередко его добавляют и в любые другие продукты, которые подвергаются замораживанию при низких отрицательных температурах. Это делается для того, чтобы изделие лучше перенесло цикл заморозки и разморозки, из-за этого обычно структура мясных продуктов, фруктов и овощей ухудшается: они теряют упругость, становятся более водянистыми. Пропандиол нивелирует это последствие, поэтому такая продукция сохраняют товарный вид и хороший вкус.

Пропиленгликоль можно встретить в составе:

  • кондитерских изделий, в которых содержание сахара не менее 20% (конфеты, халва, ирис);
  • рыбной, мясной, овощной и фруктовой заморозки;
  • мороженого и других холодных десертов;
  • газированных безалкогольных напитков, энергетиков, слабого алкоголя (менее 8%), виски;
  • пищевых ароматизаторов;
  • творога;
  • йогуртов;
  • жевательной резинки;
  • бисквитных рулетов.

Для Е1520 установлены строгие требования по добавлению её в продукты питания. Так, в творог разрешается вносить не более 5 г на 1 кг пищевой добавки. В выпечке и кондитерской продукции допускается концентрация пропандиола 3 г/1 кг.

За счёт умеренной антибактериальной и фунгицидной активности пропиленгликоль задерживает рост плесневых грибков и ингибирует размножение в пище патогенных микроорганизмов. Эти свойства характеризуют вещество как консервант, благодаря которому безопасно продлевается срок годности товаров.

Применение пропиленгликоля в медицине

В фармацевтической промышленности большое значение имеет способность пропандиола смешиваться со многими органическими и неорганическими растворителями, а также с водой. Он используется как основа для внутривенного и внутримышечного введения лекарственных препаратов. В частности, он есть в составе поливитаминных комплексов, раствора нитроглицерина, диазепама.

Пропиленгликоль выполняет несколько важных функций:

  1. Вещество обеспечивает полное растворение и смешивание действующего компонента с основой, что очень важно, потому что во многих медикаментах в составе встречаются несмешиваемые ингредиенты.
  2. Благодаря совместимости с билипидными мембранами клеток он способен проникать внутрь и адресно доставлять лекарство, что очень удобно, поскольку увеличивается контакт с активным соединением, и выздоровление идёт быстрее.
  3. Пропандиол может переносить как гидрофобные, так и гидрофильные молекулы.

Данный спирт обладает антибактериальными свойствами. Он способен повреждать клетки патогенов, проявляет бактерицидное и бактериостатическое действие. Раствор, содержащий пропиленгликоль, используют на крупных предприятиях для быстрой дезинфекции воздуха и поверхностей. Для человека вдыхание дисперсных капель этого вещества безопасно.

Пропандиол входит в состав кишечнорастворимых капсул. Его добавляют для стабилизации оболочки. Внутри лекарственной формы могут находиться живые бактерии, их среда обитания – толстый кишечник, в желудке они перевариваются и не оказывают терапевтического эффекта. В капсуле также может быть вещество, для переваривания и всасывания которого оно должно попасть сначала в тонкий кишечник. Поэтому пропиленгликоль – незаменимый компонент капсульньных препаратов, от него напрямую зависит усвояемость средства и прогресс лечения.

Для стабилизации и улучшения суспензионной устойчивости пропандиол вводят в состав растворов, заменяющих плазму крови. Кроме того, его включают в кремы и мази, назначаемые для заживления ран и ожогов. Производные спирта (сложные эфиры с фенольной кислотой) обладают собственной фармакологической активностью и оказывают противовоспалительное, жаропонижающее и противолихорадочное воздействие.

Применение пропиленгликоля в косметологии

Пропиленгликоль в связи с сильными влагоудерживающими способностями нашёл применение в косметике. Его используют как основу для мазей, кремов и масок. Соединение позволяет смешивать различные натуральные масла, пигменты, коллаген. За счёт этого средства по уходу за кожей и волосами получаются полноценные, хорошо смываются и одновременно проявляют весь спектр своего действия.

Пропандиол входит в состав:

  • шампуней, бальзамов и кондиционеров;
  • гелей для душа;
  • увлажняющих кремов;
  • омолаживающих лицевых масок;
  • туалетного мыла;
  • принадлежностей для бритья (кремы, пены);
  • дезодорантов;
  • губной помады;
  • зубной пасты.

Е1520 поддерживает структуру косметических средств, не позволяет им высыхать. В гигиенической продукции, предназначенной для лечения акне и снятия воспаления, антибактериальное действие позволяет быстрее справиться с проблемой. Пропандиол нейтрализует бактерий, которые провоцируют образование угревой сыпи.

Соединение усиливает влияние активных компонентов в составе, поскольку проникает в глубокие слои кожи, доставляя туда их молекулы. Поэтому в продукции, содержащей гиалоурановую кислоту и коллаген, которым нужно попасть в дерму, пропандиол значительно увеличивает эффективность ухода.

Влияние пропиленгликоля в составе косметики на кожный покров исключительно положительное:

  1. Он разглаживает морщины, подтягивает кожу, устраняет все признаки старения.
  2. Отбеливает лицо, увлажняет эпидермис.
  3. Стимулирует кровообращение в глубоких слоях дермы.
  4. Формирует на поверхности кожи защитную плёнку, захватывая влагу из окружающей среды, не позволяет ей испаряться.
  5. Восстанавливает естественный тургор, нормализует водно-солевой баланс.
  6. В шампунях и гелях способствует образованию стойкой густой очищающей пены.

Пропандиол смягчает текстуру кремов, делая её более нежной и гладкой. Из-за минимальной жирности вещества такие косметические средства подходят людям с нормальной и жирной кожей. Добавление данного спирта повышает градус замерзания косметики, в результате чего продлевается срок годности: её можно хранить в холодильнике и не бояться, что она замерзнет, а потом потеряет свои свойства.

Благодаря отсутствию у пропиленгликоля выраженного вкуса, запаха и цвета, он получил большое распространение в косметологии как натуральное и действенное вещество с множеством полезных отличительных черт.

Применение пропиленгликоля в производстве электронных и других сигарет

Пропиленгликоль в электронных сигаретах находится в картридже в смести с никотином. При нагревании жидкости от встроенного аккумулятора образуется пар. При этом большую роль играет парообразующее воздействие пропиленгликоля, именно благодаря ему формируется паровое облако размера, достаточного для проникновения глубоко в лёгкие.

Ещё одна функция спиртовой добавки – интенсификация всасывания никотина в кровь. Из-за неё большее количество молекул токсичного алкалоида попадает в альвеолы и, соответственно, проникает в капилляры. Этим объясняется негативное влияние электронных сигарет на дыхательную систему и быстрое привыкание.

Пропиленгликоль ответственен за вкусовые ощущения при курении. Нередко заправка для картриджа ароматизирована, соединение обеспечивает адекватное восприятие вкуса и запаха табака.

Пропиленгликоль также добавляют в обычные сигареты и в стики для систем нагревания табака (IQOS и другие).

Применение пропиленгликоля в промышленности

При производстве пластмасс пропандиол широко применяют как растворитель, что позволяет производить изделия с различной окраской и неодинаковой степенью прочности. В качестве пластификатора добавляется в состав термопластичных полимерных поливинилхлоридов.

Для регулирования температурного режима в помещениях на предприятиях, нуждающихся в относительно низких температурах, пропиленгликоль используют в качестве хладагента. Это связано с низкой точкой замерзания (-60 °C). Он охлаждает тёплый воздух, понижая температуру в холодильных комнатах. Спирт нетоксичен (в отличие от схожего этиленгликоля) и даже при нарушении целостности установки и попадании на пищу, он не нанесёт существенного вреда, поэтому разрешен к применению на мясокомбинатах и других учреждениях пищевой промышленности.

Пропиленгликоль

Изомер пропандиола (монопропиленгликоль) – популярный теплоноситель в кондиционерах. Такие приборы устанавливают дома и в общественных местах, они характеризуются высокой пожарной безопасностью и эффективностью. Водный раствор позволяет создавать в комнате необходимый температурный режим очень широкого диапазона.

Пропиленгликоль входит в состав незамерзающих омывающих средств для автомобилей. Такие антифризы максимально безопасны как для техники, так и для человека. Обладают небольшой текучестью, но выдерживают низкие температуры, предотвращают формирование на стёклах ледяной корочки.

Как хранить пропиленгликоль

Пропиленгликоль необходимо хранить в хорошо вентилируемом помещении в светонепроницаемой металлической, стальной ёмкости вдали от прямых солнечных лучей и источников тепла. Тара должна быть герметично закрыта. Температура хранения не более +25  °C, относительная влажность не выше 75%. Срок годности Е1520 – 2 года с момента изготовления, технический пропиленгликоль допускается хранить от 1 года до 5 лет.

Где купить и сколько стоит пропиленгликоль

Технический пропандиол продаётся крупными фирмами-производителями оптом. Цена варьирует от 83 до 240 рублей за 1 кг. Минимальный объём заказа, как правило, 25-30 кг.

Пищевая добавка Е1520 представлена на рынке небольшими флаконами по 100 мл, в основном импортируемыми из-за границы, их стоимость 90-120 рублей. Купить их можно на специализированных сайтах. Косметический пропиленгликоль продают в интернет-магазинах оптом, 86-90 рублей за 1 кг.

Заключение

Пропиленгликоль – это двухатомный спирт, обладающий влагоудерживающими и антибактериальными свойствами. Он имеет низкую точку замерзания, поэтому используется как теплоноситель и хладагент. Имеет статус пищевой добавки Е1520, действует как эмульгатор, консервант и стабилизатор. Ценится в косметологии и фармацевтике за противовоспалительное воздействие, способность адресно доставлять активные вещества и объединять несмешиваемые компоненты.

Читайте также:

Сайт предоставляет информацию в справочных целях, только для ознакомления. Поставить диагноз и назначить адекватное лечение может только врач! Медикаменты и народные средства должны назначаться специалистом, так как имеют противопоказания и побочные действия! Посещение и консультации квалифицированного специалиста строго обязательны!
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделитесь
Читать еще

Азотная кислота: свойства, применение, реакции

Азотная кислота — это сильная неорганическая гидроксид-кислота, которая востребована во всех сферах промышленности. Её используют в качестве реактива для...

Тест на эрудицию, который даже умники не могут пройти

В наше время обладать гибким умом очень полезно, да и обширные знания всегда могут пригодиться. Мы предлагаем вам интересное...

Быстрый тест на эрудицию, который не просто осилить

Всегда считалось престижную слыть эрудитом и мыслителем. Но эти качества встречаются не так часто, как хотелось бы. Мы предлагаем...

25 самых прочных металлов в мире

Пригодность металлов к применению в той или иной сфере определяется длинным перечнем характеристик: где-то нужны более прочные, где-то –...

Проверьте уровень своей эрудиции непростым тестом

Предлагаем вам проверить свои силы в нашем интересном тесте. Для того, чтобы достойно пройти это испытание, вам будет необходимо...

10 ошибок при ремонте ванной комнаты

При ремонте ванной комнаты важно продумать все до мелочей, поскольку ошибки могут привести к неудобствам в будущем. В худшем...

Технологии монолитного строительства: съемный и несъемный тип опалубки

Домостроение с использованием бетонной массы, загружаемой в опалубку, уверенно вытесняет блочное, кирпичное и панельное строительство. Установка формы – это...
0 Комментария

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector