Глицерин — применение, побочные эффекты и свойства

Глицерин  — это, попросту говоря, органический спирт, который представляет собой смесь сахара и спирта и полностью смешивается с водой. Благодаря своим свойствам глицерин так или иначе используется почти во всех отраслях промышленности. Это простое полиольное соединение с тремя присоединенными гидроксильными группами (-ОН).

Шведский химик К.В. Шееле случайно открыл глицерин в конце 1700-х годов. Однажды он нагревал смесь оливкового масла с глетом (оксид свинца), и в ходе эксперимента был произведен глицерин. Он описал алкоголь как «сладкий принцип жира». Позже Шееле обнаружил, что другие металлы и глицериды производят ту же химическую реакцию, которая дает глицерин и мыло методом, называемым омылением, и в 1783 году он опубликовал описание своего метода приготовления в лаборатории Швеции. Метод Шееле применялся для коммерческого производства глицерина в течение нескольких лет.

В этой главе мы подробно обсудим его образование, физические и химические свойства, а также способы использования.

Формирование:

1. Из природных источников

Глицерин обычно получают из растительных и животных источников, где он находится в форме триглицеридов, сложных эфиров глицерина с длинноцепочечными карбоновыми кислотами. В результате реакции, омыления или переэтерификации этих триглицеридов образуется глицерин, а также производное жирной кислоты:

Триглицериды могут быть изменены гидроксидом с получением спирта и соли жирного металла или мыла.

2. Из искусственных источников

Глицерин может быть получен из пропена различными путями. Метод эпихлоргидрина включает хлорирование пропилена с образованием аллилхлорида, который окисляется гипохлоритом с образованием дихлоргидринов, которые, в свою очередь, реагируют с сильным основанием с образованием эпихлоргидрина. Затем этот эпихлоргидрин гидролизуют с образованием глицерина. Бесхлорные процессы из пропена связаны с синтезом спирта из акролеина и соединения пропена.

Физические свойства

Физически глицерин может быть растворимой, прозрачной, почти бесцветной, вязкой, гигроскопичной жидкостью без запаха с высокой температурой кипения. Цель кипения чистого спирта при давлении газа (760 мм) — 290 градусов С.

Глицерин имеет более низкое давление, чем можно было бы ожидать исходя из его массы, из-за молекулярной ассоциации, характерной для спиртов. Многие из необходимых применений глицерина в основном связаны с его относительной летучестью. Следовательно, существует множество способов определения его давления и его парциального давления в растворах глицерина. Давление 100% -ного спирта ниже 0,001 (мм. Рт. Ст.) При комнатной температуре и ниже 0,2 мм. при 100 «С.

Гигроскопичность: безводный спирт обладает чрезвычайно высоким сродством к воде, что является платным за его использование в качестве осушителя газов. Одна из важных особенностей — способность впитывать влагу и долго удерживать ее. Это идея его использования в качестве вещества, а также его использования в качестве поглощающего агента везде, где каждый сам спирт, а также содержащаяся в нем вода действуют как пластификаторы.

Температура: точка замерзания составляет 18,17 градусов Цельсия. Глицерин редко можно увидеть в кристаллизованном состоянии из-за его склонности к переохлаждению и явного влияния небольшого количества воды в нем.

Теплопроводность: теплопроводность спиртовых растворов будет увеличиваться по мере увеличения содержания в них воды. Она одновременно будет увеличиваться с повышением температуры, при этом скорость модификации будет линейной.

Вязкость: Когда глицерин переохлажден, его вязкость будет постепенно увеличиваться, а затем более быстрое изменение от вязкой жидкости к твердому стекловидному состоянию происходит в диапазоне температур от -70 до -1 градусов Цельсия. В стекловидном состоянии его физические константы ближе к константам кристаллического глицерина, чем жидкого глицерина.

Реализация химических свойств

1. Пищевая промышленность и производство напитков

В продуктах питания и напитках глицерин в основном действует как растворитель, подсластитель и консервант. Он служит в качестве растворителя для ароматизаторов и пищевых красителей в случае безалкогольных напитков и кондитерских изделий, а также в качестве смягчающего агента в пищевых продуктах, таких как конфеты, торты и оболочки для мяса и сыра. Глицерин дополнительно используется в сухих кормах для домашних животных, чтобы помочь сохранить влажность и улучшить вкусовые качества. Другое важное, но непрямое применение глицерина в пищевой промышленности — это моноглицериды, сложные эфиры глицерина и жирных кислот, которые являются эмульгаторами и стабилизаторами для многих продуктов. Пищевые моноглицериды можно использовать для сохранения баланса влаги в продукте и создания более богатых рецептур с увеличенным сроком хранения. Его даже добавляют в маргарин для увеличения пластичности, помогая диспергировать жир.

2. Лекарство:

Глицерин нашел свое яркое применение в лекарственной и фармацевтической промышленности. Он действует как растворитель, увлажнитель, увлажнитель и увлажняющий агент в настойках, эликсирах, мазях и капсулах для медицинского применения. Они пластифицированы глицерином. Другие применения включают средства от ушных инфекций, суппозитории, средства от кашля, анестетики, леденцы, полоскания и средства для антибиотиков и антисептиков. С медицинской точки зрения, алкоголь является смягчающим и успокаивающим средством в препаратах, которые наносятся на кожу и используются в качестве лекарственного средства диффузии для снятия отека головного мозга и уменьшения давления семенного канатика.

3. Уретановые полимеры

В этом приложении глицерин служит основным строительным блоком в полиэфирах для пенополиуретана. Универсальные пены, получаемые в процессах с использованием глицерина, обладают превосходными свойствами в отношении упругости. Полиэфиры на основе глицерина также нашли некоторое применение в жестких пенопластах и, в значительной степени, в уретановых покрытиях.

4. Нитрование

Нитрование спирта, приводящее к образованию нитроглицерина, является, пожалуй, наиболее известным применением. Динамит в том виде, в каком он производится сегодня, представляет собой смесь на основе взрывчатого вещества, обычно нитроглицерина, смешанного с абсорбентом, обычно кизельгуром, в соотношении нитроглицерина к абсорбенту примерно 3: 1. Он также используется как сосудистый агент, действует как сосудорасширяющее средство при коронарном спазме и как антиангинальное средство. Он также использовался в терапевтических целях при бронхиальной астме у собак.

5. Метаболизм у человека

Глицерин может быть предшественником синтеза триацилглицеринов и фосфолипидов в печени и жире. Когда организм использует жир в качестве источника энергии, алкоголь и жирные кислоты высвобождаются в кровь. Циркулирующий глицерин не гликирует белки, как глюкоза или фруктоза, и не приводит к образованию конечных продуктов гликирования (AGE). У некоторых организмов часть алкоголя будет напрямую участвовать в метаболическом процессе и, таким образом, обеспечивать энергию для клеточного метаболизма (или, потенциально, превращаться в глюкозу посредством глюконеогенеза).

Другое использование

1. Бумага и печать

Глицерин используется при производстве бумаги в качестве пластификатора / увлажнителя и прочего. В дополнение к смягчающим свойствам, удерживающим влагу, он одновременно снижает усадку. Это также полезно с альтернативными ингредиентами в специальных процедурах, таких как обезжиривание. Поскольку многие виды бумаги используются в качестве пищевой упаковки или в предметах гигиены, существенная нетоксичность глицерина, отсутствие запаха и стабильность соответствуют другим важным требованиям качества. Глицерин также находит широкое применение в производстве чернил, особенно синтетических смол, которые являются очень важным компонентом многих печатных красок.

2. Косметика и туалетные принадлежности

Глицерин широко используется в косметике и других туалетных принадлежностях, поскольку он практически не токсичен, не вызывает раздражения и не имеет запаха. Он действует как смягчающее средство. Глицерин может быть основным ингредиентом при производстве зубной пасты. Таким образом, он предотвращает высыхание и затвердевание внутри тюбика и вокруг резьбы крышки или в зазоре дозатора. Другое применение — производство кремов и лосьонов для кожи, средств для бритья, дезодорантов и макияжа. Глицериновые эфиры жирных кислот, очень важная категория производных глицерина, используются в качестве эмульгаторов в кремах и лосьонах, а также в качестве замены восков в губной помаде, туши для ресниц и других нежирных эмульсиях.

3. Текстиль

Глицерин может быть агентом поглощения ткани, широко используемым для смазывания, калибровки и смягчения пряжи и ткани. Его эффективность в этих и подобных применениях обусловлена ​​его консистенцией и гигроскопичностью. Глицерин дополнительно используется в качестве смазки для нескольких стилей волокон, используемых при прядении, скручивании, вязании. и ткацкие операции.

4. Табак

Благодаря содержанию глицерина почти 3 процента табак остается влажным и мягким, поэтому можно предотвратить ломкость и крошку на протяжении всего процесса, а также обеспечить свежесть предварительно упакованных сигарет и альтернативных табачных изделий. Листовой сигарный табак пластифицирован глицерином. Он также придает аромат жевательному табаку и табаку для трубок. Ниацетин (триацетат глицерина) действует как пластификатор для ацетата целлюлозы при производстве наконечников для сигаретных фильтров.

5. Электрика и электроника

Глицерин широко используется для производства электролитов для электролитических конденсаторов, используемых в радиоприемниках. Электронные приложения в основном носят частный характер. Хотя одно использование в этой области связано со сборкой компьютеров.

Есть много других применений глицерина. Эти применения имеют небольшой объем и включают такие приложения, как фотография, лабораторное использование, сохранение клеток и сушка газа, среди многих других, которые слишком многочисленны, чтобы перечислять. Также были упомянуты применения нескольких производных глицерина. Стоит отметить, что в их состав входят простые и сложные эфиры, ацетаты и продукты замещения спирта. Новые варианты использования глицерина и его производных, несколько частных лиц, возвращаются к постоянному развитию по мере развития технологий.