Гликолевые эфиры представляют собой бесцветные жидкости со слабым запахом. Благодаря своему строению (наличию эфирной и гидроксильной группы) являются превосходными растворителями в отношении самых разнообразных органических химических веществ. Имеют широкий диапазон скоростей испарения.
Применяются в самых различных областях промышленности, средствах бытовой и профессиональной химии, парфюмерии, косметике:
- Лакокрасочная и клеевая промышленность: лаки, краски, красители, клеи, чернила, малярные пасты;
- Бытовая химия: чистящие составы, жидкое мыло, обезжириватели, стеклоочистители;
- Косметические продукты: кремы, гели, пеномоющие средства, SPF-средства, краски для волос, средства для укладки волос;
- Парфюмерия: духи, аромадиффузоры, ароматизаторы для авто;
- Металлообработка: обезжириватели, СОЖ;
- Полупроводниковая промышленность;
- Ингибиторы обледенения топливной системы;
- Агрохимия: растворитель пестицидов и гербицидов;
- Производство полимеров.
Для правильного подбора растворителей следует учитывать их физико-химические характеристики, которые определяют сферу применения и условия работы с ними.
Растворяющая способность
Основная функция растворителя — растворять или разбавлять жидкие, твердые, высоковязкие или пленкообразующие вещества (смолы и масла) для получения однородных составов без помутнения или выпадения осадка. Растворяющая способность определяется химическим строением растворителя и растворяемого вещества, а также гидрофильно-липофильными свойствами.
Температура кипения
- Температура кипения ниже 100℃ - низкокипящие растворители, легко улетучиваются с поверхности нанесения.
- Температура кипения 100℃ - 150℃ - умеренно кипящие растворители. Испаряются медленнее, широко используются в промышленности.
- Температура кипения 150℃ - 200℃ - высококипящие растворители. Способствуют выравниванию покрытий, стабилизации составов.
- Температура кипения выше 300℃ - пластификаторы. Почти не испаряются, используются для растворения/разбавления различных составов.
Скорость испарения
Скорость испарения — это скорость, с которой растворитель испаряется из покрытия в воздух.
Скорость испарения определяют с помощью секундомера путем сравнения скорости испарения растворителя, нанесенного на фильтровальную бумагу, со скоростью испарения растворителей, принятых за стандарт (за единицу): диэтилового эфира, н-бутилацетета или ксилола.
Главным образом от летучести растворителя зависит продолжительность высыхания и качество пленочных покрытий. В производстве ЛКМ летучесть растворителей должна быть достаточной, чтобы не задерживать пленкообразования, но в то же время не слишком высокой, чтобы лакокрасочный материал мог быть нанесен на поверхность и распределялся бы на ней ровным слоем.
Если скорость испарения велика, то возможно формирование твердой пленки на поверхности незатвердевшего покрытия с образованием поверхностных дефектов. Если скорость испарения мала, то замедляется формирование твердого лакокрасочного покрытия, возрастает вероятность дефектов.
Иными словами, летучесть растворителя влияет на скорость испарения, скорость испарения влияет на текучесть полимерных материалов и выравнивание, т.е. влияет на качество пленки.
Скорость испарения растворителя и температура кипения растворителя примерно пропорциональны.
Также при работе следует учитывать и другие свойства растворителей: точка воспламенения, гигроскопичность, вязкость, запах, химическая инертность к компонентам состава и т.д.
Р-Гликолевые эфиры
| Химическое наименование | Основное вещество, % | Т кипения, ℃ |
Т испарения (Н-Бутилацетат =1) |
Растворимость |
|
Propylene Glycol Monomethyl Ether (PM) |
99,5 |
117.0-125.0 | 0,62 |
Вода: 100%, органические растворители |
|
Propylene Glycol Propyl Ether (PnP) |
99,0 |
148.0-153.0 |
0,21 |
Вода: 100%, органические растворители |
|
Propylene Glycol Monobutyl Ether (PnB) |
99,0 | 165.0-175.0 | 0,093 |
Вода: 5,5%, органические растворители |
|
Dipropylene Glycol Monomethyl Ether (DPM) |
99,5 | 180.0-195.0 | 0,035 |
Вода: 100%, органические растворители |
|
Dipropylene Glycol Monobutyl Ether (DPnB) |
99,0 | 205.0-220.0 | 0,006 |
Вода: 4%, органические растворители |
|
Dipropyleneglycol Dimethyl Ether (DPDM / DMM) |
99,0 | 190.0-200.0 | 0,13 |
Вода: 35%, органические растворители |
PropyleneGlycolMonomethylEther (PM) - быстроиспаряющийся растворитель. Хорошо растворим в воде. Широко применяется в производстве покрытий и моющих средств. Снижает вязкость в эпоксидных и акриловых системах. В сочетании с Propylene Glycol Monobutyl Ether (PnB) применяется для производства стеклоочистителей.
PropyleneGlycolPropylEther (PnP) - обладает превосходным балансом между гидрофильными и гидрофобными свойствами. Достаточно полно растворяется в воде, хорошо растворяет органические загрязнения и быстро испаряется. Подходит для производства стеклоочистителей, обезжиривателей, смывок краски и очистителей твердых поверхностей. Эффективный коалесцент в латексных системах на водной основе. Со-растворитель для аэрозольных красок на водной основе.
PropyleneGlycolMonobutylEther (PnB) - широко применяется в производстве очистителей и моющих средств. Хорошо растворяет частицы жира и масел. Частично растворим в воде и смешивается с большинством органических растворителей. Снижает поверхностное натяжение. Обеспечивает превосходные коалесцентные и пленочные свойства.
DipropyleneGlycolMonomethylEther (DPM) - растворитель от средней до низкой скорости испарения. Гидрофильный растворитель, растворим в воде, идеально подходит для широкого спектра применения. Предотвращает сворачивание эмульсии в латексных системах. Используется как связующее в покрытиях с пониженным содержанием воды, а также в очистителях, моющих средствах, средствах личной гигиены.
DipropyleneGlycolMonobutylEther (DPnB) - медленно испаряющийся растворитель. Является одним из самых эффективных коалесцентов в латексных системах на водной основе. Совместим с большинством типов связующих. Обеспечивает превосходное снижение поверхностного натяжения. Используется в производстве моющих средств, очистителей как самостоятельно, так и в сочетании с Dipropylene Glycol Monomethyl Ether (DPM). Хорошо удаляет масла и жиры с поверхности.
Dipropyleneglycol dimethyl ether (DMM) - апротонный, медленно испаряющийся растворитель. Смешивается с большинством органических растворителей, ограниченно растворяется в воде. Химически инертен, может использоваться в сильнокислотных или сильнощелочных промышленных чистящих средствах, а также в качестве инертной среды для органического синтеза. Используется в покрытиях на основе растворителей и полиуретанах на водной основе. Обеспечивает превосходные коалесцентные и пленочные свойства. Применяется в сельском хозяйстве как связующее для пестицидов и гербицидов. Используется в косметических составах: лак для ногтей, средства для снятия лака.
Полипропиленгликоли
| Химическое наименование | Основное вещество, % |
Вязкость mPa.s/25℃ |
Растворимость |
|
Polypropylene glycol (PPG-4000) |
99,8 |
800-1000 |
Не смешивается с водой, растворим в этаноле, толуоле, трихлорэтилене и других органических растворителях |
Polypropylene glycol (PPG-4000) - растворитель для растительных масел, смол и парафинов. Используется для приготовления алкидных смол, эмульгаторов, деэмульгаторов, смазок и пластификаторов. Применяется в качестве смазки, антистатика, пластификатора, пеногасителя, разделительного агента и растворителей в парфюмерной, полимерной, резиновой и латексной промышленности. В косметике применяется как смягчающее и смазывающее средство.
Е-Гликолевые эфиры
| Химическое наименование | Основное вещество, % | Т кипения, ℃ | Растворимость |
|
Diethylene Glycol Monoetyl Ether (DЕ) |
99,0 |
198.0 - 205.0 |
Вода, органические растворители |
| Diethylene Glycol Monobutyl Ether (DB) |
99,0 |
227.0 - 235.0 |
Вода, этанол, этиловый эфир, ацетон |
| Diethylene Glycol Dimethyl Ether (DIGLYME) |
99,9 |
158.0 - 165.0 |
Вода, органические растворители |
| Tetraethylene Glycol Dimethyl Ether (ТETREDM) |
98,0 |
270.0 - 280.0 |
Вода, органические растворители |
Diethylene Glycol Monoetyl Ether (DЕ) - растворитель с отличной растворимостью как полярных, так и неполярных веществ. Применяется при производстве красок, покрытий, печатных красок. Используется в качестве обезжиривателя и чистящего средства для электронного оборудования, а также в качестве реагента для органического синтеза и аналитического реагента.
Diethylene Glycol Monobutyl Ether (DB) - низколетучая, высококипящая жидкость со слабым запахом. Используется в качестве растворителя синтетических и природных смол, масел, жиров в лакокрасочной, пластиковой (ПВХ стабилизатор), текстильной промышленности. В машиностроительной области применяется как разбавитель гидравлической тормозной жидкости, а также в качестве сырья для органического синтеза.
Diethylene Glycol Dimethyl Ether (DIGLYME) – полярный, апротонный растворитель. Применяется в качестве вспомогательной добавки и растворителя смол, красителей и пигментов, компонента масел и смазок. В химии является отличными растворителями для реакции Гриньяра, синтеза натрийорганических соединений, а также в реакциях восстановления, конденсирования и алкилирования.
Tetraethylene Glycol Dimethyl Ether (ТETREDM) – полярный, апротонный растворитель с низкой гигроскопичностью. Обладает высокой химической и термической стабильностью. Растворяется в воде и в большинстве органических растворителей, частично смешивается с ароматическими и алифатическими углеводородами. Растворяет различные смолы, используемые для производства красок. Применяется в качестве солюбилизатора для несмешивающихся жидкостей, при производстве инсектицидов, моющих средств и других веществ легкой химической промышленности. Используется в производстве пластификаторов, в литий-ионной аккумуляторной технологии, в качестве инертной среды для реакций органического синтеза.
Токсикологические свойства
P–гликолевые эфиры представляют собой безвредные жидкости со слабым запахом. Практически не представляют опасности при вдыхании паров или контакте с кожей. Не являются мутагенными и канцерогенными. Не являются токсичным для эмбриона. Не влияют на репродуктивную функцию. Не внесены в список опасных загрязнителей воздуха, легко биоразлагаются, практически не токсичны для водных организмов (1).
Е–гликолевые эфиры являются более опасными веществами. Европейское химическое общество относит их к опасным веществам (SVHC) как репродуктивный токсин (2).
Химические свойства растворителей гликолевого ряда схожи, однако токсичность у пропилгликолевых эфиров гораздо ниже, это позволяет использовать Р-гликолевые эфиры в различных средствах личной гигиены, косметики и бытовой химии.
Источники:
1. «New toxicity data for the propylene glycol ethers - a commitment to public health and safety»
P. J. Spencer., Toxicol Lett. 2005 Mar 28;156(1):181-8. doi: 10.1016/j.toxlet.2003.09.023. Toxicology and Environmental Research and Consulting, The Dow Chemical Company, 1803 Building, Midland, MI 48674, USA.
2. «Assessing the toxic effects of ethylene glycol ethers using Quantitative Structure Toxicity Relationship models» Patricia Ruiz, Moiz Mumtaz, Vijay Gombar., Toxicol Appl Pharmacol. 2011 Jul 15;254(2):198-205. doi: 10.1016/j.taap.2010.10.024. Epub 2010 Oct 2. Computational Toxicology Methods Development Laboratory, Division of Toxicology and Environmental Medicine, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Atlanta, GA 30333, USA.