프로필렌 글리콜과 에틸렌 글리콜의 차이점

프로필렌 글리콜(PG)과 에틸렌 글리콜(EG)은 거의 상호 교환 가능해 보입니다. 둘 다 무색이고 약간 점성이 있는 액체로 희미한 단맛이 납니다. 둘 다 물과 완전히 섞이고 용매 및 어는점-점 강하제로 작용합니다. 부동액, 제빙액, 열{4}}전달 시스템, 폴리에스터 합성 등 다양한 응용 분야에 사용됩니다.

그것들을 진정으로 구분하는 한 가지는 독성입니다. EG는 급성 독성이 있으며 캘리포니아 법령 65에 따라 확인된 발달 독성 물질입니다. PG는 일반적으로 FDA에서 식품 사용에 대해 안전하다고 인정합니다(GRAS). 경구용 LD50은 약 20g/kg으로 식염과 거의 동일한 독성 등급에 속합니다. 이 두 가지 사실을 명심하면 이 비교의 나머지 부분이 적절해집니다.

화학은 선택이 거의 성능에 영향을 미치지 않을 정도로 유사합니다. 그것은 주로 물질이 어디로 가고 누가 접촉할 수 있는지에 관한 것입니다. 이 기사에서는 각 화합물의 화학, 특성, 적용, 안전 프로필, 보관 조건 및 환경 발자국을 나란히 설명합니다.

1. 한눈에 보는 화학적 성질

두 화합물 모두 근접한 디올입니다. 이는 두 개의 수산기가 인접한 탄소에 위치함을 의미합니다. 이러한 구조적 세부 사항은 유사한 용매 거동을 제공하는 것입니다. 차이점(PG의 추가 탄소 1개와 비대칭 2차 알코올)은 이 기사 뒷부분에 나오는 물리적 특성, 신진대사 및 독성의 차이를 유발합니다.

2. 물리적 특성

두 글리콜은 분자 구조가 매우 유사하기 때문에 대부분의 물리적 특성을 공유합니다. 하지만 중요한 차이점은 실제적이며 많은 사용 사례 결정에 영향을 미칩니다.-

실용적인 요점: EG는 점도가 더 좋고, 열 전도성이 더 좋으며, 어는점 강하 단위당 비용이 더 저렴합니다.- PG는 저온-온도 작업(-20도 이하)과 식품 또는 제약 규정이 적용되는 모든 응용 분야에 유리합니다.

3. 화학적 거동 및 반응성

두 글리콜 모두 극성 양성자성 용매로 작용합니다. 이들은 광범위한 극성 및 중간 극성 유기 화합물을 용해하고, 수소 결합을 수용하며, 약한 가소제 역할을 합니다. 또한 대부분의 다운스트림 화학을 공유합니다.

• 카르복실산을 사용한 에스테르화는 모노- 및 디{1}}에스테르를 생성합니다. 특히 지방산이 포함된 PG 에스테르는 일반적인 식품{3}}등급 유화제입니다. 테레프탈산을 이용한 EG 에스테르화는 PET를 만드는 방법입니다.
• 알코올을 사용한 에테르화는 코팅 및 인쇄 잉크의 유착 용매로 사용되는 글리콜 에테르(PGME, EGME 등)를 생성합니다.
• 저장 시 강한 산화제(크로메이트, 질산, 과염소산염)에 의한 산화를 피해야 합니다.
• 약 300도 이상의 열분해는 가연성 증기와 매운 연기(아세트알데히드, 아세트산, CO)를 생성합니다.

공유된 비호환성: 강한 산화제, 강한 환원제, 이소시아네이트, 클로로술폰산, 차아염소산나트륨.

4. 응용

4.1 프로필렌글리콜의 주요 용도

1. 음식(전자-번호 E1520). 제과류의 보습제, 음료의 향미 전달체, 츄잉껌의 가소제. 21 CFR 184.1666에 따라 FDA, EFSA 및 JECFA의 승인을 받았습니다.
2. 의약품(USP/EP 등급). 경구, 국소 및 주사제 제제의 부형제이자 수-불용성 API용 담체 용매이기도 합니다. PG 자체는 일부 약물의 활성 성분입니다(예: 니트로글리세린의 희석제로 나타남).
3. 화장품 및 개인 관리. 로션, 샴푸, 탈취제의 보습제; 향료용 용매.
4. 전자-담배/베이프 액상. 니코틴 용액의 지배적인 기반. 맛이 잘 전달되고 글리세롤보다 목에 더 부드러운 느낌을줍니다.
5. 식품-접촉 부동액 및 제빙제. 낙농장, 양조장, 식수관 등 우발적인 인간 접촉이 가능한 모든 곳.
6. 무대 연기와 연극 안개. 콘서트, 영화 세트장 및 소방 훈련 훈련을 위한 저자극 에어로졸을 만들기 위해 기화됩니다.-
7. 불포화 폴리에스테르 수지. 해양 및 건설 복합재료를 위한 빌딩 블록입니다.
8. 애완동물 사료 및 동물 사료. 수분 보유력과 맛.

4.2 에틸렌글리콜의 주요 용도

1. 자동차 부동액 및 엔진 냉각수. 전 세계 EG 수요의 약 절반이 이곳으로 이동합니다. 일반적으로 물과 부식{4}}억제제 패키지를 50/50으로 혼합합니다.
2. 폴리에스테르섬유와 PET수지. 단일 애플리케이션 중 최대 규모로 전체 수요의 60% 이상을 차지합니다. PET는 병, 직물, 포장 필름으로 사용됩니다.
3. 산업용 열{0}}전달 유체. HVAC, 공정 냉각, 지열 루프, 태양열 집열기, 아이스 링크.
4. 제빙액. 공항 활주로, 항공기, 도로 시스템. 독성 위험을 낮추기 위해 종종 터미널 근처에서 PG와 혼합됩니다.
5. 유압 및 브레이크 오일. 일반적으로 글리콜-에테르 성분으로 사용됩니다.
6. 화학 중간체. 옥살산, 글리콜 에테르, 모르폴린, 1,4-디옥산.
7. 인쇄 잉크, 염료, 가죽 화학 물질. 용매 캐리어.
8. 폭발물 및 탄약. 니트로셀룰로오스용 젤라틴화제.

4.3 선택이 실제로 중요한 경우

세 가지 중복 영역은 실수가 발생하기 쉬운 영역입니다.

• 부동액 및 제빙기. PG는 식품-접촉 또는 환경적으로 민감한 영역에 속합니다. EG는 산업 기본값입니다.
• 열-전달 유체. EG 독성이 통제되고 비용이 중요한 경우. 누출이 음식, 식수 또는 공공 장소에 도달할 수 있는 경우 PG.
• 폴리에스터 수지. EG가 PET를 지배합니다. PG는 특수 불포화 폴리에스테르에만 나타납니다.

5. 안전성 및 독성

독성학은 이 두 물질을 구분하는 요소입니다. 화학적으로 "상호 교환 가능"하다고 말하더라도 안전성 프로필은 일반적으로 그렇지 않습니다.

5.1 프로필렌글리콜

급성 경구 독성(LD50, 쥐): 약 20,000mg/kg. "실질적으로 무독성-"으로 분류됩니다.

• FDA 상태: 식품에 대한 GRAS(21 CFR 184.1666).
• 대사 운명: 알코올 탈수소효소에 의해 젖산과 피루브산으로 대사됩니다. 둘 다 탄수화물 대사의 정상적인 중간체입니다. 빠르게 클리어했습니다.
• 피부 및 눈 자극: 경미함. 일반적인 사용 농도에서는 감작제가 아닙니다.
• 흡입: 위험성이 낮음. 에어로졸 농도가 높으면 기도에 약간의 자극을 줄 수 있습니다.
• 치료 용도: FDA{0}}승인을 받은 많은 경구용, 국소용, 주사용 약물의 활성 성분 또는 부형제입니다.
• 반복-복용 문제: 약 1g/kg/일을 초과하는 매우 높은 용량을 경구 투여하면 취약한 개인에게 젖산증이 발생할 수 있습니다. 드물며 일반적인 산업 노출보다 훨씬 높습니다.

5.2 에틸렌글리콜

• 급성 경구 독성(LD50, 쥐): 연구에 따라 약 4,700~7,712mg/kg.
• 사람의 치사량: 체중 1kg당 1.4~1.6mL로 추정됩니다. 성인의 경우 약 100mL입니다. 어린아이의 경우 10mL 정도가 적당하다.
• 대사 경로: 알코올 탈수소효소에 의해 글리콜알데히드로 산화된 다음 글리콜산, 글리옥실산, 마지막으로 옥살산으로 산화됩니다. 옥살산염은 세뇨관에 옥살산칼슘 결정으로 침전되어 섭취 후 24~72시간 이내에 급성 신부전을 유발합니다.
• 급성 증상(섭취 후 30분~12시간): 메스꺼움, 구토, 복통, 불분명한 언어, 운동실조, 안구진탕, 대사성 산증, 저칼슘혈증(옥살산칼슘 침전의 결과). 심한 경우 발작, 혼수상태, 사망으로 진행됩니다.
• 특정 해독제: 포메피졸(4-메틸피라졸) 또는 에탄올. 둘 다 알코올 탈수소효소를 차단하고 독성 대사산물의 형성을 예방합니다. 심한 경우에는 혈액투석도 필요합니다.
• 피부 흡수: 상당함. EG는 피부에 쉽게 침투합니다. 오염된 의복이나 장갑과 장기간 또는 반복적으로 접촉하면 전신 독성을 유발할 수 있습니다.
• 흡입 노출 한계: OSHA 최고치 50ppm(125mg/m3). ACGIH TLV-TWA 25ppm(증기분율). NIOSH REL도 25ppm입니다.
• 단맛: 어린이, 애완동물, 야생동물이 실수로 섭취할 수 있는 주요 위험 요소입니다.
• GHS 분류: 급성 독성 범주 4(경구, H302); 특정 표적 장기 독성, 반복 노출, 범주 2(H373).
• 생식 독성: 2014년 6월부터 캘리포니아 제안 65에 따라 발달 독성 물질로 등재되어 있습니다.

5.3 독성 개요

6. 보관 및 취급

6.1 프로필렌글리콜

• 권장 용기: 스테인리스강(304/316), 에폭시 라이닝이 있는 탄소강, HDPE 플라스틱, 단기용 알루미늄.
• 보관 온도: 10~35도가 실용적인 이상입니다. PG는 과냉각하므로 공칭 빙점보다 훨씬 낮은 수준에서 액체를 유지할 수 있습니다. 냉동해도 제품에는 손상이 없으나 약 1.5% 정도 부피가 늘어나므로 얼리지는 남겨두세요.
• 수분 보호: 중요합니다. PG는 흡습성이 있어 습한 공기에서 물을 끌어당겨 농도를 희석시키고 어는점을 이동시킵니다. 용기를 단단히 닫아 보관하십시오. 대량 보관에는 질소 블랭킷이 적합합니다.
• 유통 기한: 원래 밀봉된 포장 상태에서는 24개월, 개봉 후 12개월입니다.
• 비호환성: 강한 산화제(과염소산염, 중크롬산염, 농축 질산), 강한 환원제, 이소시아네이트.
• 일상적인 취급을 위한 PPE: 니트릴 장갑, 보안경, 실험복. 표준 산업 위생이면 충분합니다.

6.2 에틸렌글리콜

• 권장 용기: 스테인리스 스틸, 탄소강, 라이닝된 스틸 드럼, HDPE. 베어 알루미늄을 피하십시오. EG는 시간이 지남에 따라 특히 열과 함께 알루미늄과 반응하여 수소 가스를 생성합니다.
• 보관 온도: 10~40도. 어는점은 -12.9도 입니다. 냉동 EG는 약 1.6% 정도 부피가 늘어나므로 추운 기후의 비가열 창고에 보관된 드럼에는 최소 10%의 얼리지를 남겨두세요.
• 수분 보호: PG보다 덜 중요하지만 여전히 순도를 그대로 유지해야 합니다.
• 유통기한 : 밀봉 후 24개월, 개봉 후 12개월.
• 비호환성: 강산화제, 강산, 차아염소산나트륨, 클로로술폰산, 올레움. 고온에서는 일반 탄소강을 부식시킵니다.
• 일상적인 취급을 위한 PPE: 최소 8mm 두께의 니트릴 또는 네오프렌 장갑(EG는 얇은 니트릴을 관통함), 물안경, 화학 앞치마, 발가락이 막힌-내화학성- 신발. 환기가 부적절할 경우 호흡기 보호.
• 유출 대응: 톱밥이나 기타 가연성 흡수제를 사용하지 마십시오.모래, 질석, 진주석과 같은 불활성 흡수제를 함유하십시오. 잔여물을 다량의 물로 씻어내고 하수구, 지표수, 지하수로 유입되지 않도록 하십시오.
• 2차 봉쇄: 대부분의 환경 규정(미국의 경우 40 CFR 264.175, EU 지침 96/82/EC)에 따라 대량 보관에 필요합니다.

7. 환경에 미치는 영향

7.1 생분해성

PG는 쉽게 생분해됩니다. OECD 301B 및 301F 테스트에서는 호기성 조건에서 28일 이내에 BOD/CO2가 70% 이상 발생하는 것으로 나타났습니다. 혐기성 생분해도 문서화되어 있습니다.

EG도 쉽게 생분해됩니다. OECD 301B CO₂ 발생률은 28일 이내에 90%를 넘어섰습니다. 분해 경로(글리콜알데히드에서 글리콜산, CO2)는 잘 특성화되어 있습니다.

7.2 수생 독성

PG: Pimephales promelas(96시간)의 LC50은 46,500mg/L 이상으로 어류에 실질적으로 독성이 없는 것으로 간주됩니다-. Daphnia magna(48시간)의 EC50은 43,500mg/L 이상입니다.

EG: Pimephales promelas(96시간)의 LC50 범위는 연구 전반에 걸쳐 18,000에서 대략 100mg/L까지입니다. 즉, 표준 기준에 따라 "심각하게 독성이 없는" 버킷에 들어가지만 야생동물, 애완동물, 새가 섭취하는 것은 여전히 ​​실제적인 문제-입니다. Daphnia magna(48시간)의 EC50은 약 46,000mg/L입니다.

7.3 생물축적

두 화합물 모두 로그 Kow가 -1.4 ~ -1.9로 매우 낮은 친유성을 가집니다. 수생 또는 육상 먹이사슬에 생물학적 축적이 예상되지 않습니다.

7.4 탄소 발자국(요람-에서-게이트까지, 표시)

두 화합물의 바이오{0}} 기반 등급은 주요 공급업체로부터 상업적으로 이용 가능합니다. 탄소 배출량을 40~60% 줄이지만 비용은 석유화학 제품에 비해 약 1.5~2.5배 더 비쌉니다.

7.5 규제 현황

8. 병렬-별-별 요약

9. PG와 EG를 결정하는 방법

성과에 관한 결정은 거의 없습니다. 두 글리콜은 모두 우수한 용제이자 어는점 강하제-입니다. 결정은 거의 항상 규제, 안전, 최종 사용 제약에 관한 것입니다.{3}}

• 유체가 식품, 음료, 의약품, 화장품 또는 식수와 접촉할 수 있는 경우 PG를 선택하십시오. 이러한 응용 분야에서는 프로필렌 글리콜을 대체할 수 있는 대체 물질이 없습니다.
• 응용 분야가 자동차, 대규모-산업 열 전달 또는 폴리에스터 합성인 경우 독성에 대한 적절한 엔지니어링 제어를 갖춘 EG가 경제적 기본값입니다.
• 응용 분야에 잠재적인 인간 접촉, 애완동물, 야생 동물 또는 환경적으로 민감한 지역이 관련된 경우에는 더 높은 비용이 들더라도 PG가 올바른 선택입니다.
• 응용 분야가 순전히 산업적이고 비용 중심적(예: 화학 공장의 폐쇄형-루프 냉각)인 경우 EG는 적절한 2차 봉쇄 및 폐기 제어를 통해 작동합니다.
• -20도 미만의 어는점이 필요한 경우 순수 EG가 -12.9도에서 얼기 때문에 PG가 승리합니다. EG-물 혼합물은 더 낮아질 수 있지만 신중한 비율 제어 및 검증이 필요합니다.

10. 자주 묻는 질문

프로필렌 글리콜과 에틸렌 글리콜의 주요 차이점은 무엇입니까?

독성. PG는 식품 접촉에 대한 GRAS이며 경구 LD50은 약 20,000mg/kg입니다. EG는 사람에게 치사량이 약 1.4mL/kg(체중 kg)으로 급성 독성이 있으며 누군가 중독된 경우 특정 해독제(포메피졸 또는 에탄올)가 필요합니다.

식품-등급 시스템에 에틸렌 글리콜을 사용할 수 있나요?

아니요. EG는 FDA 21 CFR, EFSA 또는 대부분의 국가 식품-안전 규정에 따라 식품 접촉이 승인되지 않았습니다. PG, USP 또는 FCC 등급만 식품이나 음용수와 접촉할 가능성이 있는 시스템에 표시되어야 합니다.{4}}

프로필렌 글리콜은 생분해성이 있나요?

예. PG는 호기성 및 혐기성 조건 모두에서 쉽게 생분해되며 OECD 301 테스트에 따라 28일 만에 BOD/CO2를 70% 이상 제거합니다.

독성이 강한 에틸렌 글리콜을 자동차 부동액에 사용하는 이유는 무엇입니까?

EG는 저렴한 비용, 낮은 점도, 높은 끓는점, 우수한 열{0}전달 특성이 가장 잘 조합되어 있습니다. 자동차 시스템은 적절한 폐기를 통해 폐쇄 루프로 설계되었지만 유출 및 부적절한 폐기로 인해 지속적인 환경 및 안전 위험이 발생합니다. 이는 PG가 식품-취급 및 환경에 민감한 응용 분야에서 점점 더 많이 사용되는 이유 중 하나입니다.

프로필렌글리콜과 에틸렌글리콜을 혼합할 수 있나요?

화학적으로 섞일 수 있지만 혼합하는 것은 좋은 생각이 아닙니다. 혼합물은 식품-등급 인증을 받을 자격이 없으며 혼합물의 독성은 EG 성분에 의해 좌우됩니다. 이들을 결합할 산업적 이유가 없습니다.

어는점이 더 낮은 글리콜은 무엇입니까?

PG, 많이요. PG의 어는점은 -59도이며 순수 EG의 경우 -12.9도입니다. EG-물 혼합물은 더 낮은 어는점에 도달할 수 있지만(대략 60% EG에서 약 -50도까지), 이를 위해서는 신중한 비율 제어 및 어는점 확인이 필요합니다.

식품 응용 분야에는 어떤 등급의 프로필렌 글리콜을 사용해야 합니까?

USP 등급(미국 약전) 또는 FCC 등급(Food Chemicals Codex). 둘 다 중금속, 잔류 용매 및 미생물 오염에 대한 엄격한 제한을 충족합니다.

산업용 냉각수에는 어떤 등급의 에틸렌 글리콜을 사용해야 합니까?

폐쇄형-루프 산업용 열 전달 시스템용 산업용{0}}등급 MEG(순도 99.5% 이상)-자동차 작업용 사전 혼합 부식-억제제 패키지가 포함된 부동액-등급 EG.

이 문서가 공급업체의 안전 보건 자료를 대체합니까?

아니요. 여기에 나온 수치는 공개적으로 이용 가능한 규제 출처에서 나온 것이며 일반적인 비교를 위한 것이며 공급업체의 SDS를 대신하는 것이-아닙니다. 화합물을 취급, 보관 또는 폐기하기 전에 항상 특정 제품 및 등급에 대한 최신 SDS를 확인하십시오.

11. 결론

PG와 EG는 화학적으로 유사한 디올이지만 용도가 다르므로 상호 교환 가능한 것으로 취급해서는 안 됩니다. PG는 식품, 의약품, 화장품, 식수 시스템 및 제빙을 포함하여 잠재적인 인간 또는 환경 접촉과 관련된 응용 분야에 일반적으로 선택됩니다. EG는 부동액, 폴리에스터 생산 및 산업용 열{2}}전달 응용 분야에 널리 사용되며, 적절한 취급 및 안전 조치를 통해 독성을 관리할 수 있습니다.

PG와 EG 사이의 선택은 주로 애플리케이션, 안전 요구 사항, 성능 요구 및 전체 비용에 따라 달라집니다. 독성이 주요 관심사인 응용 분야의 경우 일반적으로 PG가 선호되는 옵션입니다. 성능과 비용이 주요 고려 사항인 산업 응용 분야의 경우 EG가 더 적합한 경우가 많습니다.