бутоксиэтанол что это такое
Ученые предлагают использовать спирт бутоксиэтанол для борьбы с разливами нефти на воде
Результаты исследования опубликовали Journal of Molecular Liquids и Data in Brief.
Результаты исследования опубликовали Journal of Molecular Liquids и Data in Brief.
Расход данного спирта при этом меньше, чем у аналогичных веществ.
На основе бутоксиэтанола планируют разрабатывать новые средства для удаления нефтяных разливов с поверхности воды.
Бутоксиэтанол также отличается меньшей летучестью, чем у терт-бутанола, и лучшими характеристиками в снижении натяжения жидкостей на границе «вода-масло».
Т.е. вещество помогает воде и маслу смешиваться.
Однако бутоксиэтанол, как и его аналоги, токсичен.
Чтобы снизить токсичность вещества, ученые предлагают упаковать его молекулы в специальный пористый носитель, не мешающий взаимодействию спирта с нефтью.
Такая технология поможет ускорить ликвидацию разливов нефти и повысить ее эффективность.
Бутоксиэтанол взаимодействует с нефтью активнее, чем терт-бутанол.
Чтобы проверить эту теорию, ученые провели ряд опытов, в ходе которых проследили за взаимодействиями молекул спирта и смеси из воды и толуола.
Бутоксиэтанол не уступал аналогам в активности взаимодействий с углеводородами,но для их растворения требовалось нанмого меньше этого спирта, чем терт-бутанола.
470 мг / кг (крыса, перорально)
300 мг / кг (кролик, перорально)
1200 мг / кг (морская свинка, перорально)
1480 мг / кг (крыса, перорально)
700 частей на миллион (мышь, 7 часов)
СОДЕРЖАНИЕ
Производство
2-Бутоксиэтанол обычно получают двумя способами; этоксилирования реакция бутанола и окиси этилена в присутствии катализатора:
Использует
Коммерческое использование
В нефтяной промышленности
2-Бутоксиэтанол обычно производится для нефтяной промышленности из-за его поверхностно-активных свойств.
Безопасность
2-Бутоксиэтанол имеет низкую острую токсичность, LD 50 для крыс составляет 2,5 г / кг. Лабораторные испытания Национальной токсикологической программы США показали, что только длительное воздействие высоких концентраций (100-500 частей на миллион) 2-бутоксиэтанола может вызвать опухоли надпочечников у животных. Американская конференция государственных промышленных гигиенистов (ACGIH) сообщает, что 2-бутоксиэтанол канцерогенен для грызунов. Эти тесты на грызунах не могут напрямую повлиять на канцерогенность для человека, поскольку наблюдаемый механизм рака включает в себя лесной желудок грызунов, которого у людей нет. OSHA не рассматривает 2-бутоксиэтанол как канцероген. В исследовании, проведенном Manz, не было показано, что 2-бутоксиэтанол проникает в сланцевую породу.
Утилизация и разложение
2-Бутоксиэтанол можно утилизировать путем сжигания. Было показано, что утилизация происходит быстрее в присутствии полупроводниковых частиц. 2-Бутоксиэтанол обычно разлагается в присутствии воздуха в течение нескольких дней, реагируя с кислородными радикалами. Он не был идентифицирован как серьезный загрязнитель окружающей среды, и не известно о его биоаккумуляции. 2-Бутоксиэтанол биоразлагается в почве и воде с периодом полураспада 1–4 недели в водной среде.
Воздействие на человека
2-бутоксиэтанол чаще всего попадает в организм человека через кожную абсорбцию, вдыхание или пероральное употребление химического вещества. ACGIH пороговый предел (ПДК) для воздействия на рабочих составляет 20 частей на миллион, что значительно выше порога обнаружения запаха 0,4 частей на миллион. Концентрация 2-бутоксиэтанола или метаболита 2-бутоксиуксусной кислоты в крови или моче может быть измерена с помощью хроматографических методов. Индекс биологического воздействия 200 мг 2-бутоксиуксусной кислоты на грамм креатинина был установлен в образце мочи в конце смены для американских служащих. Уровень 2-бутоксиэтанола и его метаболитов в моче у мужчин падает до неопределяемого уровня примерно через 30 часов.
Исследования на животных
Неврологические эффекты также наблюдались у животных, подвергшихся воздействию 2-бутоксиэтанола. Крысы Fischer 344, подвергшиеся воздействию 2-бутоксиэтанола в концентрациях 523 и 867 частей на миллион, испытали снижение координации. Самцы кроликов показали потерю координации и равновесия после воздействия 400 ppm 2-бутоксиэтанола в течение двух дней.
При воздействии 2-бутоксиэтанола в питьевой воде как крысы F344 / N, так и мыши B63F1 показали отрицательные эффекты. Диапазон воздействия для двух видов составлял от 70 мг / кг веса тела в день до 1300 мг / кг веса тела в день. У обоих видов наблюдалось снижение массы тела и потребления воды. У крыс снизилось количество красных кровяных телец и масса тимуса, а также наблюдались поражения печени, селезенки и костного мозга.
Регулирование в Канаде
Министерство окружающей среды и здравоохранения Канады рекомендовало добавить 2-бутоксиэтанол в Список 1 Канадского закона об охране окружающей среды 1999 года (CEPA). Согласно этим правилам, продукты, содержащие 2-бутоксиэтанол, должны разбавляться ниже определенной концентрации. Только те, в которых пользователь выполняет необходимое разведение, должны включать его в информацию на этикетке.
Регулирование в США
2-Бутоксиэтанол внесен в список в Калифорнии как опасное вещество, и штат устанавливает 8-часовой средний предел концентрации в воздухе на уровне 25 частей на миллион, а в Калифорнии работодатели обязаны информировать сотрудников, когда они работают с ним.
Этилцеллозольв — растворитель с уникальными свойствами
Этилцеллозольв — этиловый эфир этиленгликоля. 
В литературе это вещество может также называться 2-этоксиэтанолом, 2-бутоксиэтанолом, этилгликолем, целлозольвом. Формула записывается как C4H10O2 или в структурном виде: C2H5OCH2CH2OH. Реагент производят из оксида этилена и чистого (без воды) этанола.
Свойства
Прозрачная и легкоподвижная жидкость без цвета, с характерным запахом спирта и гликоля. Водорастворима, в нормальных условиях легко растворяется практически во всех органических растворителях в любых соотношениях. Горит, может самовоспламеняться. Образует взрывоопасные смеси с воздухом. Токсична.
Химические свойства аналогичны свойствам этиленгликоля и простых эфиров. Целлозольв химически стабилен и малоактивен. Не вступает в реакции со щелочными металлами. Взаимодействует с кислородом, бурно реагирует с алюминием, сильными кислотами и щелочами.
 |  |
| Маска полнолицевая ЗМ 6800 средний размер | Этилцеллозольв ЧДА |
Меры предосторожности
Относится к 3-му классу опасности для человека. Токсичен для окружающей среды. При проглатывании и вдыхании вызывает тяжелые отравления. При регулярном вдыхании паров или аэрозолей появляется раздражение слизистых органов дыхания, головокружение, слабость, тошнота и рвота, расстройства нервной системы, заболевания кожи, почек, печени. Реактив способен негативно влиять на функцию воспроизводства и развитие плода.
На предприятиях работа с веществом требует большой осторожности. Первый допуск к работе возможен только после того, как сотрудник прошел инструктаж. В производственном помещении должен осуществляться постоянный мониторинг ПДК этилгликоля в воздухе. Помещение в обязательном порядке оснащают принудительной вентиляцией. Используемое оборудование должно быть герметичным. Работники снабжаются средствами защиты от любого контакта кожи и органов дыхания с реактивом.
Возгорание этилгликоля тушат водой, углекислотными и пенными огнетушителями. Хранят и перевозят реагент в закрытых неоцинкованных стальных емкостях (бочки, цистерны) с фторопластовыми прокладками, обеспечивающими герметичность. Тара должна быть промаркирована знаками опасности «Т» (токсично), «Герметичная упаковка», «Беречь от нагрева». Хранят на закрытых, затемненных складах, предназначенных для хранения горючих веществ.
Применение
• Растворитель лакокрасочных материалов любого типа, включая полиэфирные, эпоксидные, мочевиноформальдегидные; нитроклетчатку, винифлекс (поливинилформальэтилаль).
• Используется, чтобы смешивать с водой органические вещества, которые сами в воде не растворяются.
• Для растворения старых покрытий (краска, нагар и пр.); химической чистки одежды; для обезжиривания.
• Растворитель в типографиях, ингредиент чернильных растворов.
• Добавка в авиационные, моторные, реактивные топлива для предотвращения замерзания содержащейся в них воды.
• Основа специальных противообледенительных растворов («жидкость И», «Жидкость И-М»).
• Входит в состав антифризов для ветровых стекол, незамерзающих жидкостей с антикоррозионными свойствами.
• В лабораторной практике — добавка для разделения спиртов и углеводородов методом азеотропной ректификации.
• Входит в состав популярных растворителей PЭ-2В, PЭ-3В, PЭ-4В, P-60; промышленных чистящих и смачивающих растворов, смывок. • Применяется для создания новых растворителей на органической основе.
• Используется в производстве фото- и кинопленок.
• Компонент пластификаторов, водно-дисперсионной полиакрилатной краски (улучшает пленкообразование).
• Применяется в текстильпроме; для отделки кожи; в фармакологии.
470 мг / кг (крыса, перорально)
300 мг / кг (кролик, перорально)
1200 мг / кг (морская свинка, перорально)
1480 мг / кг (крыса, перорально)
700 частей на миллион (мышь, 7 часов)
СОДЕРЖАНИЕ
Производство
2-Бутоксиэтанол обычно получают двумя способами; этоксилирования реакция бутанола и окиси этилена в присутствии катализатора:
Использует
Коммерческое использование
В нефтяной промышленности
2-Бутоксиэтанол обычно производится для нефтяной промышленности из-за его поверхностно-активных свойств.
Безопасность
2-Бутоксиэтанол имеет низкую острую токсичность, LD 50 для крыс составляет 2,5 г / кг. Лабораторные испытания Национальной токсикологической программы США показали, что только длительное воздействие высоких концентраций (100-500 частей на миллион) 2-бутоксиэтанола может вызвать опухоли надпочечников у животных. Американская конференция государственных промышленных гигиенистов (ACGIH) сообщает, что 2-бутоксиэтанол канцерогенен для грызунов. Эти тесты на грызунах не могут напрямую повлиять на канцерогенность для человека, поскольку наблюдаемый механизм рака включает в себя лесной желудок грызунов, которого у людей нет. OSHA не рассматривает 2-бутоксиэтанол как канцероген. В исследовании, проведенном Manz, не было показано, что 2-бутоксиэтанол проникает в сланцевую породу.
Утилизация и разложение
2-Бутоксиэтанол можно утилизировать путем сжигания. Было показано, что утилизация происходит быстрее в присутствии полупроводниковых частиц. 2-Бутоксиэтанол обычно разлагается в присутствии воздуха в течение нескольких дней, реагируя с кислородными радикалами. Он не был идентифицирован как серьезный загрязнитель окружающей среды, и не известно о его биоаккумуляции. 2-Бутоксиэтанол биоразлагается в почве и воде с периодом полураспада 1–4 недели в водной среде.
Воздействие на человека
2-бутоксиэтанол чаще всего попадает в организм человека через кожную абсорбцию, вдыхание или пероральное употребление химического вещества. ACGIH пороговый предел (ПДК) для воздействия на рабочих составляет 20 частей на миллион, что значительно выше порога обнаружения запаха 0,4 частей на миллион. Концентрация 2-бутоксиэтанола или метаболита 2-бутоксиуксусной кислоты в крови или моче может быть измерена с помощью хроматографических методов. Индекс биологического воздействия 200 мг 2-бутоксиуксусной кислоты на грамм креатинина был установлен в образце мочи в конце смены для американских служащих. Уровень 2-бутоксиэтанола и его метаболитов в моче у мужчин падает до неопределяемого уровня примерно через 30 часов.
Исследования на животных
Неврологические эффекты также наблюдались у животных, подвергшихся воздействию 2-бутоксиэтанола. Крысы Fischer 344, подвергшиеся воздействию 2-бутоксиэтанола в концентрациях 523 и 867 частей на миллион, испытали снижение координации. Самцы кроликов показали потерю координации и равновесия после воздействия 400 ppm 2-бутоксиэтанола в течение двух дней.
При воздействии 2-бутоксиэтанола в питьевой воде как крысы F344 / N, так и мыши B63F1 показали отрицательные эффекты. Диапазон воздействия для двух видов составлял от 70 мг / кг веса тела в день до 1300 мг / кг веса тела в день. У обоих видов наблюдалось снижение массы тела и потребления воды. У крыс снизилось количество красных кровяных телец и масса тимуса, а также наблюдались поражения печени, селезенки и костного мозга.
Регулирование в Канаде
Министерство окружающей среды и здравоохранения Канады рекомендовало добавить 2-бутоксиэтанол в Список 1 Канадского закона об охране окружающей среды 1999 года (CEPA). Согласно этим правилам, продукты, содержащие 2-бутоксиэтанол, должны разбавляться ниже определенной концентрации. Только те, в которых пользователь выполняет необходимое разведение, должны включать его в информацию на этикетке.
Регулирование в США
2-Бутоксиэтанол внесен в список в Калифорнии как опасное вещество, и штат устанавливает 8-часовой средний предел концентрации в воздухе на уровне 25 частей на миллион, а в Калифорнии работодатели обязаны информировать сотрудников, когда они работают с ним.
Бутоксиэтанол поможет разработать новые средства для борьбы с разливами нефти
Разливы нефти и продуктов ее переработки крайне опасны для морских обитателей: они приводят к гибели рыб, птиц и водных млекопитающих. Удалить нефтяные пленки можно с помощью особых веществ, растворяющих маслоподобные соединения. Российские ученые с американскими коллегами описали поведение перспективного для этих целей вещества — бутоксиэтанола — при взаимодействии с водой и толуолом, а также сравнили его с «идеальным» аналогом — третичным бутанолом. Оказалось, что бутоксиэтанол эффективнее растворяет масло в воде и при этом еще менее летуч. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Journal of Molecular Liquids и Data in Brief.
Иллюстрация эксперимента. Источник: Андрей Новиков
Большинство жидкостей, с которыми человек встречается в быту, можно условно разделить на две категории: вода и подобные ей полярные соединения, молекулы которых связаны сеткой водородных связей, и «масло» — неполярные, в которых молекулы взаимодействуют друг с другом за счет более слабых сил Ван-дер-Ваальса.
Если попытаться смешать воду и масло, то будет наблюдаться расслоение, как, например, в тарелке супа с каплями жира или на поверхности воды с пятном нефти. Однако расслоение можно предотвратить, если добавить амфифильные соединения. Их молекулы имеют две части — полярную, которая взаимодействует с водой, и неполярную, контактирующую с маслом. Если неполярная часть относительно большая, вещество будет создавать вокруг масла замкнутые шарообразные частицы и таким образом «прятать» его от воды. По такому принципу работают все поверхностно-активные вещества, например, входящие в состав моющих средств. Если неполярная часть амфифильной молекулы сравнительно небольшая, то такое соединение, называемое гидротропом, растворит неполярное вещество в воде. Чтобы удалить нефтяные разливы, необходимо, чтобы масляная пленка распалась на отдельные капли и частично растворилась в воде. Поэтому для такой цели используют средства на основе поверхностно-активных веществ, в том числе и гидротропов.
Самый известный гидротроп — третичный бутиловый спирт, или трет-бутанол. Он считается «идеальным» среди подобных соединений благодаря тому, что при добавлении в смесь воды и модельного масла (октана) его молекулы оказываются на границе двух жидкостей, занимая равные объемы в каждой из них. Поэтому поведение других гидротропов удобно сравнивать именно с трет-бутанолом.
Ученые из Губкинского университета (Москва) с коллегами из Мэрилендского университета (США) исследовали поведение бутоксиэтанола в системах с водой и толуолом. Это соединение, в отличие от трет-бутанола, более гидрофобно — на границе раздела воды и масла оно занимает больший объем со стороны неполярной среды.
Сначала исследователи, добавляя бутоксиэтанол к смесям воды и толуола («масло») в разных соотношениях, определили, при каких концентрациях бутоксиэтанола пропадает расслоение между водой и маслом. Если сравнивать значения этих концентраций с более ранними экспериментами для трет-бутанола, то можно заключить, что бутоксиэтанола нужно меньше, а потому он более эффективно растворяет толуол в смеси с водой.
Затем ученые измерили вязкость равновесных жидких фаз. При отсутствии бутоксиэтанола или при его низком содержании вязкость водной фазы существенно превышала вязкость масляной. По мере добавления бутоксиэтанола вязкость органического компонента возрастала значительно быстрее, чем у водного, что авторы интерпретировали как эффект, связанный с тем, что в масляной фазе начинают формироваться водородные связи между молекулами бутоксиэтанола и воды.
«Бутоксиэтанол будет хорошим реагентом для разработки новых средств для удаления нефтяных разливов. Он менее летуч, чем бутанол, а также лучше снижает натяжение жидкостей на границе «вода-масло», благодаря чему помогает им смешиваться. Но оба эти соединения имеют общий недостаток — они токсичны. Снизить токсичность можно, поместив реагенты на пористый носитель. Эту технологию мы недавно запатентовали. В дальнейшем планируем исследовать другие «неидеальные» гидротропы, например, изопропиловый спирт», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Андрей Новиков, кандидат химических наук, доцент кафедры физической и коллоидной химии Губкинского университета.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Российского научного фонда